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JP2010042395A - Anion exchange resin, method for manufacturing macroporous type anion exchange resin, demineralization device, condensate demineralizer for power plants, and method for removing suspension metal corrosive product - Google Patents

Anion exchange resin, method for manufacturing macroporous type anion exchange resin, demineralization device, condensate demineralizer for power plants, and method for removing suspension metal corrosive product Download PDF

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JP2010042395A
JP2010042395A JP2009052234A JP2009052234A JP2010042395A JP 2010042395 A JP2010042395 A JP 2010042395A JP 2009052234 A JP2009052234 A JP 2009052234A JP 2009052234 A JP2009052234 A JP 2009052234A JP 2010042395 A JP2010042395 A JP 2010042395A
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JP
Japan
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exchange resin
ion exchange
less
aromatic monomer
anion exchange
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Application number
JP2009052234A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Tokunaga
和彦 徳永
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract


【課題】 クラッドおよびコロイド微粒子を含む懸濁性金属腐食生成物の除去性能に優れ、かつ溶出が少なく、かつ機械的強度の大きいイオン交換樹脂を提供する。
【解決手段】 マクロポーラス型のイオン交換樹脂であって、水銀圧入法で測定したときの細孔容積が、前記イオン交換樹脂の乾燥重量1gあたり0.5mL/g以上であり、水銀圧入法で測定したときの細孔半径が、0.1μm以上であり、かつ、イオン交換樹脂の振とう濁度試験で溶出する濁度成分が、45ppm以下である、ことを特徴とする、イオン交換樹脂。水銀圧入法で測定したときの細孔容積が、水湿潤状態での体積あたり0.20mL/mL以上であることが好ましい。
【選択図】 なし

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ion exchange resin having excellent removal performance of suspended metal corrosion products including clad and colloidal fine particles, little elution, and high mechanical strength.
[MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] A macroporous ion exchange resin having a pore volume as measured by a mercury intrusion method of 0.5 mL / g or more per 1 g of dry weight of the ion exchange resin. An ion exchange resin, characterized in that the pore radius when measured is 0.1 μm or more, and the turbidity component eluted in the shaking turbidity test of the ion exchange resin is 45 ppm or less. The pore volume as measured by the mercury intrusion method is preferably 0.20 mL / mL or more per volume in a water-wet state.
[Selection figure] None

Description

本発明は、アニオン交換樹脂、マクロポーラス型アニオン交換樹脂の製造方法、脱塩装置、発電所用復水脱塩装置、および懸濁性金属腐蝕生成物の除去方法に関する。詳しくは、発電所プラントなどにおいて生成する懸濁性金属腐蝕生成物を除去するのに適したアニオン交換樹脂、マクロポーラス型アニオン交換樹脂の製造方法、脱塩装置、発電所用復水脱塩装置、および懸濁性金属腐蝕生成物の除去方法に関する。   The present invention relates to an anion exchange resin, a method for producing a macroporous anion exchange resin, a desalination apparatus, a condensate desalination apparatus for power plants, and a method for removing suspended metal corrosion products. Specifically, an anion exchange resin suitable for removing suspended metal corrosion products produced in power plant, etc., a method for producing a macroporous type anion exchange resin, a desalinator, a condensate demineralizer for a power plant, And a method for removing suspended metal corrosion products.

ボイラーや発電設備においては、各種の熱水および常温水について、脱塩処理、水質浄化処理等が必要とされる。例えば、原子力発電に利用される原子炉には、沸騰水型(BWR)と加圧水型(PWR)とがある。そして、前者は、原子炉で冷却水を加熱して蒸気に変換して直接タービンへ供給する形式であり、後者は、原子炉で一次冷却水を加熱して蒸気発生器へ供給し、蒸気発生器で二次冷却水を加熱して蒸気に変換しタービンへ供給する形式である。上記の何れの原子炉においても、冷却水の循環系には、イオン交換樹脂を充填した原子炉水復水脱塩装置が設置されている。これにより、配管等の金属製材料から溶出してくる懸濁性金属腐蝕生成物や、復水器の冷却水として使用される海水のリークにより混入する塩類を除去し、水質純度向上が図られている。   In boilers and power generation facilities, various types of hot water and room temperature water are required to be desalted and purified. For example, nuclear reactors used for nuclear power generation include a boiling water type (BWR) and a pressurized water type (PWR). The former is a type in which cooling water is heated in a nuclear reactor, converted into steam and directly supplied to the turbine, and the latter is heated in the nuclear reactor and supplied to a steam generator to generate steam. The secondary cooling water is heated by a vessel, converted into steam, and supplied to the turbine. In any of the above reactors, a reactor water condensate demineralizer filled with an ion exchange resin is installed in the cooling water circulation system. As a result, suspended metal corrosion products eluted from metal materials such as pipes and salts mixed in due to leakage of seawater used as cooling water for condensers are removed, improving water quality. ing.

近年、発電所プラント停止時に一次系系統水から放射性物質のうちの懸濁性金属腐蝕生成物を除去することが、作業員の被曝低減の観点から課題となっている。
水中に存在する極微量の金属不純物は、燃料から放射される中性子の照射を受けて原子核反応を起こし、コバルト60、コバルト58、クロム51、マンガン54等の放射性核種を形成する。これらの放射性核種は、主として酸化物の形態で構成部材に付着して存在するが、酸化物の溶解度に応じて水中に再溶解するか、不溶性の懸濁性金属腐蝕生成物として水中に放出される。
In recent years, removal of suspended metal corrosion products among radioactive substances from primary system water when a power plant is stopped has been a problem from the viewpoint of reducing exposure of workers.
The trace amount of metal impurities present in the water undergoes a nuclear reaction upon irradiation with neutrons emitted from the fuel, and forms radionuclides such as cobalt 60, cobalt 58, chromium 51, and manganese 54. These radionuclides are mainly present in the form of oxides attached to the components, but depending on the solubility of the oxides, they are either redissolved in water or released into water as insoluble suspended metal corrosion products. The

前記懸濁性金属腐蝕生成物のうち、比較的大きいものはクラッドと呼ばれており、通常、原子炉内に設置されている約0.1μm〜1μm程度の口径を有するフィルターによって濾過除去される。作業員の被爆量を低減させるためには、クラッド除去能のさらなる向上が要求され、前記フィルターだけではなく、イオン交換樹脂を用いた脱塩装置によっても除去されることが好ましい。   Among the suspension metal corrosion products, a relatively large one is called a clad and is usually filtered and removed by a filter having a diameter of about 0.1 μm to 1 μm installed in a nuclear reactor. . In order to reduce the exposure amount of workers, further improvement of the cladding removal capability is required, and it is preferable that the removal is performed not only by the filter but also by a desalting apparatus using an ion exchange resin.

ここで、一般にイオン交換樹脂は、スチレンとジビニルベンゼンから得られる共重合体にイオン交換基を導入したものが広く用いられているが、脱塩性能という面では、その性能は評価できるものの、クラッドの濾過・吸着には必ずしも十分とはいえなかった(特許文献1、2の従来技術参照)。
かかる問題に鑑み、例えば特許文献1では、イオン交換樹脂の母体構造を見直し、芳香族モノビニル化合物と架橋剤として芳香族ポリビニル化合物およびエステル系ポリビニル化合物から重合して得られた共重合母体とする陽イオン交換樹脂が提案されている。
Here, in general, an ion exchange resin is a copolymer obtained by introducing an ion exchange group into a copolymer obtained from styrene and divinylbenzene, but in terms of desalting performance, the performance can be evaluated, but the cladding It was not necessarily sufficient for the filtration and adsorption of the above (refer to the prior art in Patent Documents 1 and 2).
In view of such a problem, for example, in Patent Document 1, the matrix structure of an ion exchange resin is reviewed, and a positive copolymer matrix obtained by polymerizing an aromatic monovinyl compound and an aromatic polyvinyl compound and an ester-based polyvinyl compound as a crosslinking agent is used. Ion exchange resins have been proposed.

また、特許文献2では、架橋剤として、ジビニルベンゼンより直鎖の長い架橋剤を使用したイオン交換樹脂が提案されている。
また、特許文献3では、ゲル型陽イオン交換樹脂と、マクロポーラス型陰イオン交換樹脂の混床の特殊な組み合わせにより、クラッド除去性能に優れ、かつ混床からの有機物の溶出量が小さい復水脱塩処理装置が提案されている。
Patent Document 2 proposes an ion exchange resin that uses a cross-linking agent that is longer than divinylbenzene as a cross-linking agent.
In Patent Document 3, condensate has excellent cladding removal performance and a small amount of organic matter eluted from the mixed bed by a special combination of a mixed bed of gel cation exchange resin and macroporous anion exchange resin. Desalination equipment has been proposed.

一方、懸濁性金属腐蝕生成物のうち、大きさが0.1μm以下のもの(以下、「コロイド状微粒子」と称する。)は、前記のクラッド捕捉用のフィルターを透過してしまうため、水中に再循環し、構成部材の接水部表面に蓄積される。その結果、構成部材表面から放射線が放射され、定期検査作業時には作業員の放射線被曝の原因となり、被曝線量を経済的に可能な限り低くする必要が生じていた。   On the other hand, among the suspended metal corrosion products, those having a size of 0.1 μm or less (hereinafter referred to as “colloidal fine particles”) pass through the filter for trapping the clad, so And is accumulated on the surface of the wetted part of the component. As a result, radiation was radiated from the surface of the component members, causing radiation exposure of workers during periodic inspection work, and it was necessary to make the exposure dose as low as possible economically.

前記コロイド微粒子除去に有効なイオン交換樹脂としては、従来は、除去対象のコロイド微粒子の大きさ(〜0.5μm以下)を勘案し、前記コロイド微粒子が入りやすいような巨大細孔を有するマクロポーラス型アニオン交換樹脂が有効であると考えられていた。
たとえば非特許文献1、及び2に記載されているように、細孔半径がμmのオーダーである巨大細孔樹脂がコロイド除去に好適であると考えられてきた。その中の一例としては、0.5meq/mL、比表面積7m/g、細孔半径3.5μm、細孔容積が1mL/gであるアニオン交換樹脂が推奨されてきた。
As an ion exchange resin effective for removing the colloidal fine particles, conventionally, a macroporous having a large pore that allows easy entry of the colloidal fine particles in consideration of the size (˜0.5 μm or less) of the colloidal fine particles to be removed. Type anion exchange resins have been considered effective.
For example, as described in Non-Patent Documents 1 and 2, it has been considered that a large pore resin having a pore radius on the order of μm is suitable for removing colloid. As an example, an anion exchange resin having 0.5 meq / mL, a specific surface area of 7 m 2 / g, a pore radius of 3.5 μm, and a pore volume of 1 mL / g has been recommended.

また、細孔半径1μm以上の巨大細孔を有する従来のイオン交換樹脂における強度を改善する技術としては、特許文献4に、重合工程を行なって得たポリマーに、新たにモノマーを追加、含浸させて再度重合させることにより、強度を改善させる方法が記載されている。
さらにまた、細孔を有し、かつイオン交換容量の小さいイオン交換樹脂としては、特許文献5、及び特許文献6に、イオン交換容量が0.05meq/mL以上のイオン交換樹脂に関する記載がある。
In addition, as a technique for improving the strength of a conventional ion exchange resin having giant pores having a pore radius of 1 μm or more, Patent Document 4 describes that a polymer obtained by performing a polymerization process is newly added and impregnated with a monomer. A method for improving the strength by polymerizing again is described.
Furthermore, as an ion exchange resin having pores and a small ion exchange capacity, Patent Document 5 and Patent Document 6 describe an ion exchange resin having an ion exchange capacity of 0.05 meq / mL or more.

特開平5−15876号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-15876 特開平7−323235号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-323235 特開平8−224579号公報JP-A-8-224579 米国特許公開2008/0237133A1号公報US Patent Publication No. 2008 / 0237133A1 米国特許第5,244,929号公報US Pat. No. 5,244,929 米国特許第4,871,779号公報U.S. Pat. No. 4,871,779

Amber−hi−lites、No.161、Spring,1979、Rohm and Haas Company.Amber-hi-lites, no. 161, Spring, 1979, Rohm and Haas Company. Amber−hi−lites,No.148,September 1975、Rohm and Haas Company.Amber-hi-lites, No. 148, September 1975, Rohm and Haas Company.

特許文献1〜3は、クラッドを除去することに関連する技術である。
しかしながら、特許文献1に記載のカチオン交換樹脂は、エステル系ポリビニル化合物の重合体を含むため、その製造工程および使用時に加水分解を受けやすく、イオン交換樹脂母体の強度低下や、加水分解に伴い樹脂からの溶出物が多くなるといった問題がある。
特許文献2に記載のイオン交換樹脂では、ジビニルベンゼンに代えて直鎖の長い架橋剤を使用しているが、この直鎖の長い架橋剤はジビニルベンゼンと比べて極めて高コストであるため実用的ではない。また、特許文献2の直鎖の長い架橋剤は、スチレンとのラジカル共重合性が低いため、効率良く製造することは難しい。
Patent Documents 1 to 3 are techniques related to removing the cladding.
However, since the cation exchange resin described in Patent Document 1 contains a polymer of an ester-based polyvinyl compound, the cation exchange resin is easily subjected to hydrolysis during the production process and use, and the resin decreases with the strength reduction of the ion exchange resin matrix or hydrolysis. There is a problem that the amount of effluent from
In the ion exchange resin described in Patent Document 2, a linear long cross-linking agent is used in place of divinylbenzene, but this linear long cross-linking agent is very expensive compared to divinylbenzene, and is practical. is not. Moreover, since the linear long crosslinking agent of patent document 2 has low radical copolymerizability with styrene, it is difficult to manufacture efficiently.

特許文献3では、通常の混床樹脂(ゲル型カチオン交換樹脂とゲル型アニオン交換樹脂との組み合わせ)と比べて、マクロポーラス型アニオン交換樹脂は、溶出量が多く、当該
樹脂からの溶出物がゲル型カチオン交換樹脂を汚染し、脱塩水の水質が低下するという問題がある。
一方、非特許文献1、及び2は、コロイド微粒子を除去することに関連する技術である。
In Patent Document 3, the macroporous anion exchange resin has a larger amount of elution than the ordinary mixed bed resin (combination of the gel type cation exchange resin and the gel type anion exchange resin), and the effluent from the resin has a large amount of elution. There is a problem that the gel-type cation exchange resin is contaminated and the quality of the demineralized water is lowered.
On the other hand, Non-Patent Documents 1 and 2 are techniques related to removing colloidal fine particles.

非特許文献1、及び2に記載のマクロポーラス型アニオン交換樹脂では、コロイド微粒子の漏洩が多く、また、樹脂の強度が弱いため、樹脂の取り扱い時の破砕や、樹脂スラリーのポンプ移送時の破砕が起こりやすいという問題がある。これにより、当該樹脂の破砕片による微粒子や濁質・溶出物が発生し、脱塩塔の混床樹脂層を汚染してしまい、水質が低下するという問題がある。   In the macroporous type anion exchange resin described in Non-Patent Documents 1 and 2, colloidal fine particles are leaked and the strength of the resin is weak, so that crushing at the time of handling the resin and crushing at the time of pumping the resin slurry. There is a problem that is likely to occur. As a result, fine particles, turbidity and eluate are generated due to the crushed pieces of the resin, contaminating the mixed bed resin layer of the desalting tower, and there is a problem that the water quality is lowered.

また、特許文献4に記載の製造方法では、複数の重合工程となるため工程時間が長くなったり、工程が煩雑になったりするものと考えられる。また、いったん重合工程を行なって得たポリマーに、新たにモノマーを追加して含浸させて再度重合させるために、細孔が閉塞し、細孔容積が小さくなるという問題もある。その結果、イオン交換樹脂粒子内に吸着されたコロイド微粒子の拡散性が低下し、コロイド微粒子の吸着量が不十分となる懸念がある。   Moreover, in the manufacturing method of patent document 4, since it becomes a several superposition | polymerization process, it is thought that process time becomes long or a process becomes complicated. In addition, since the polymer obtained by once performing the polymerization step is impregnated with a new monomer added and polymerized again, there is a problem that the pores are blocked and the pore volume is reduced. As a result, there is a concern that the diffusibility of the colloidal fine particles adsorbed in the ion exchange resin particles is lowered and the amount of colloidal fine particles adsorbed becomes insufficient.

また、特許文献5、及び6に記載のイオン交換樹脂では、細孔半径もごく小さく、かつ、細孔容積もごく小さいものであり、コロイド微粒子除去用途へ適用することは想定されていないものと思われる。
即ち、本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、その目的は、クラッドおよびコロイド微粒子を含む懸濁性金属腐蝕生成物の除去性能に優れ、かつ溶出が少なく、かつ機械的強度の大きいイオン交換樹脂を提供することを目的とする。
In addition, the ion exchange resins described in Patent Documents 5 and 6 have a very small pore radius and a very small pore volume, and are not supposed to be applied to colloidal particulate removal applications. Seem.
That is, the present invention was devised in view of the above problems, and its purpose is excellent in removal performance of suspended metal corrosion products including clad and colloidal fine particles, less elution, and mechanical strength. The object is to provide a large ion exchange resin.

従来は、大きい細孔を有するイオン交換樹脂がコロイド微粒子の除去に有効であると考えられていたが、本発明者が上記課題に鑑みて鋭意検討した結果、比較的小さい細孔を有するイオン交換樹脂がコロイド微粒子、及びクラッドの除去に有効であることを見出し、本発明を完成させた。
また、本発明者は、このようなイオン交換樹脂は、所定量以上の多孔質化剤を用いてモノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとを重合させ、かつ、イオン交換基の導入率を所定量以下とすることにより得られることを見出した。
Conventionally, ion exchange resins having large pores were thought to be effective in removing colloidal fine particles. However, as a result of intensive studies by the present inventors in view of the above problems, ion exchange resins having relatively small pores The present invention was completed by finding that the resin is effective for removing colloidal fine particles and clad.
In addition, the present inventor has determined that such an ion exchange resin is obtained by polymerizing a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer using a porous agent of a predetermined amount or more, and increasing the introduction rate of ion exchange groups. It has been found that it can be obtained by making the amount below a predetermined amount.

さらに、このようなイオン交換樹脂は、脱塩処理に好適であり、脱塩装置に好適に用いることができることを見出した。
すなわち、本発明の要旨は、下記〔1〕〜〔15〕に存する。
〔1〕マクロポーラス型のイオン交換樹脂であって、水銀圧入法で測定したときの細孔容積が、該イオン交換樹脂の乾燥重量1gあたり0.5mL/g以上であり、水銀圧入法で測定したときの細孔半径が、0.1μm以上であり、かつ、該イオン交換樹脂の振とう濁度試験で溶出する濁度成分が、45ppm以下であることを特徴とする、イオン交換樹脂。
〔2〕水銀圧入法で測定したときの細孔容積が、水湿潤状態での体積あたり0.20mL/mL以上であることを特徴とする、〔1〕に記載のイオン交換樹脂。
〔3〕比表面積が、前記イオン交換樹脂の乾燥重量1gあたり5m/g以上であることを特徴とする、〔1〕または〔2〕に記載のイオン交換樹脂。
〔4〕イオン交換容量が、0.01meq/mL以上、0.4meq/mL以下であることを特徴とする、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のイオン交換樹脂。
〔5〕マクロポーラス型のイオン交換樹脂であって、イオン交換容量が、0.4meq/mL以下であり、水銀圧入法で測定したときの細孔容積が該イオン交換樹脂の乾燥重量1
gあたり0.1mL/g以上であることを特徴とする、イオン交換樹脂。
〔6〕比表面積がイオン交換樹脂の乾燥重量1gあたり5m/g以上であり、水銀圧入法で測定したときの平均細孔半径が0.1μm以上、1μm以下であることを特徴とする、イオン交換樹脂。
〔7〕重量平均粒径が0.7mm以下であることを特徴とする、〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載のイオン交換樹脂。
〔8〕均一係数が1.2以上であることを特徴とする、〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載のイオン交換樹脂。
〔9〕BSD法で測定された見かけ密度が650g/L以下であることを特徴とする、〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載のイオン交換樹脂。
〔10〕下記(A)、及び(B)の工程を有することを特徴とする、マクロポーラス型イオン交換樹脂の製造方法。
(A)モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物を共重合させる際、多孔質化剤を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり100重量%以上添加して架橋共重合体を得る工程。
(B)(A)で得た架橋共重合体を、イオン交換基導入率が70%以下となるように交換基を導入する工程。
〔11〕下記(a)〜(c)の工程を有することを特徴とする、マクロポーラス型アニオン交換樹脂の製造方法。
(a)モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物を共重合させる際、多孔質化剤を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり100重量%以上添加して架橋共重合体を得る工程。
(b)(a)で得た架橋共重合体を、ハロアルキル基導入率が70%以下となるようにハロアルキル化する工程。
(c)(b)で得たハロアルキル化された架橋共重合体を、アミン化合物と反応させる工程。
〔12〕前記(a)において、多孔質化剤の添加量を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり105重量%以上とし、かつ、前記(b)において、ハロアルキル基導入率を50%以下とすることを特徴とする、〔11〕に記載のマクロポーラス型アニオン交換樹脂の製造方法。
〔13〕下記(a’)〜(d’)の工程を含むことを特徴とするマクロポーラス型アニオン交換樹脂の製造方法。
(a’)モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーを共重合させる際、多孔質化剤を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり80%以上添加して架橋共重合体を得る工程
(d’)下記式(I)で示される溶出性化合物の含有量を、モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマー架橋共重合体1gに対して、1000μg以下とする工程
Furthermore, it has been found that such an ion exchange resin is suitable for desalting treatment and can be suitably used for a desalting apparatus.
That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [15].
[1] Macroporous ion exchange resin having a pore volume of 0.5 mL / g or more per 1 g of dry weight of the ion exchange resin when measured by a mercury intrusion method. An ion exchange resin characterized in that the pore radius is 0.1 μm or more and the turbidity component eluted in the shaking turbidity test of the ion exchange resin is 45 ppm or less.
[2] The ion exchange resin according to [1], wherein the pore volume when measured by a mercury intrusion method is 0.20 mL / mL or more per volume in a water-wet state.
[3] The ion exchange resin according to [1] or [2], wherein the specific surface area is 5 m 2 / g or more per 1 g of dry weight of the ion exchange resin.
[4] The ion exchange resin according to any one of [1] to [3], wherein the ion exchange capacity is 0.01 meq / mL or more and 0.4 meq / mL or less.
[5] A macroporous ion exchange resin having an ion exchange capacity of 0.4 meq / mL or less, and a pore volume measured by mercury porosimetry is 1 by the dry weight of the ion exchange resin.
An ion exchange resin characterized by being 0.1 mL / g or more per g.
[6] The specific surface area is 5 m 2 / g or more per gram dry weight of the ion exchange resin, and the average pore radius when measured by a mercury intrusion method is 0.1 μm or more and 1 μm or less, Ion exchange resin.
[7] The ion exchange resin according to any one of [1] to [6], wherein the weight average particle size is 0.7 mm or less.
[8] The ion exchange resin according to any one of [1] to [7], wherein the uniformity coefficient is 1.2 or more.
[9] The ion exchange resin according to any one of [1] to [8], wherein an apparent density measured by a BSD method is 650 g / L or less.
[10] A method for producing a macroporous ion exchange resin, comprising the following steps (A) and (B):
(A) When copolymerizing a mixture of a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer, a porosifying agent is added in an amount of 100% by weight or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. To obtain a crosslinked copolymer.
(B) A step of introducing an exchange group into the cross-linked copolymer obtained in (A) so that an ion exchange group introduction rate is 70% or less.
[11] A method for producing a macroporous anion exchange resin, comprising the following steps (a) to (c):
(A) When copolymerizing a mixture of a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer, a porosifying agent is added in an amount of 100% by weight or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. To obtain a crosslinked copolymer.
(B) A step of haloalkylating the crosslinked copolymer obtained in (a) so that the haloalkyl group introduction rate is 70% or less.
(C) A step of reacting the haloalkylated crosslinked copolymer obtained in (b) with an amine compound.
[12] In (a), the addition amount of the porosifying agent is 105% by weight or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer, and in (b), the haloalkyl group The method for producing a macroporous anion exchange resin according to [11], wherein the introduction rate is 50% or less.
[13] A method for producing a macroporous anion exchange resin, comprising the following steps (a ′) to (d ′):
(A ′) When copolymerizing a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer, a porosifying agent is added in an amount of 80% or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. Step of obtaining a polymer
(D ′) a step of setting the content of the eluting compound represented by the following formula (I) to 1000 μg or less with respect to 1 g of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer crosslinked copolymer.

Figure 2010042395
Figure 2010042395

(式(I)中、Zは、水素原子またはアルキル基を示す。lは自然数を示す。)
(b’)(d’)で得た溶出性化合物を減少させた架橋共重合体を、ハロアルキル基導入率85%以下でハロアルキル化する工程。
(c’)で得たハロアルキル化された架橋共重合体を、アミン化合物と反応させる工程。
〔14〕〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載のイオン交換樹脂を用いて形成されることを特徴とする、脱塩装置。
〔15〕〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載のイオン交換樹脂を用いて形成されることを特徴とする、発電所用復水脱塩装置。
〔16〕〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載のイオン交換樹脂を用いることを特徴とする、懸濁性金属腐蝕生成物の除去方法。
(In the formula (I), Z represents a hydrogen atom or an alkyl group. L represents a natural number.)
(B ′) A step of haloalkylating the crosslinked copolymer obtained by reducing the eluting compound obtained in (d ′) at a haloalkyl group introduction rate of 85% or less.
A step of reacting the haloalkylated crosslinked copolymer obtained in (c ′) with an amine compound.
[14] A desalting apparatus, which is formed using the ion exchange resin according to any one of [1] to [9].
[15] A condensate demineralizer for power plants, formed using the ion exchange resin according to any one of [1] to [9].
[16] A method for removing a suspended metal corrosion product, comprising using the ion exchange resin according to any one of [1] to [9].

本発明によれば、クラッドおよびコロイド微粒子を含む懸濁性金属腐食生成物の除去性能に優れ、かつ溶出が少なく、かつ機械的強度の大きいイオン交換樹脂を提供することができる。
さらに、本発明のイオン交換樹脂は、クラッドおよびコロイド微粒子の両者に対する吸着量が大きいことから、本発明のイオン交換装置を充填した脱塩装置によれば、処理水の純度を向上させることができ、さらに、単位時間あたりの処理能力も向上させることができる。また、吸着破過したイオン交換樹脂の再生頻度や交換頻度を少なくすることもできるので、生産性が向上し、さらに放射性廃棄物の量を減らすこともできる。
According to the present invention, it is possible to provide an ion exchange resin that is excellent in the removal performance of suspended metal corrosion products including clad and colloidal fine particles, has little elution, and has high mechanical strength.
Furthermore, since the ion exchange resin of the present invention has a large amount of adsorption to both the clad and the colloidal fine particles, the desalination apparatus filled with the ion exchange apparatus of the present invention can improve the purity of the treated water. Furthermore, the processing capacity per unit time can be improved. In addition, since the frequency of regeneration and replacement of the ion exchange resin that has broken through adsorption can be reduced, productivity can be improved and the amount of radioactive waste can be reduced.

懸濁性金属腐蝕生成物除去試験におけるDF値の経時変化を示したグラフである。It is the graph which showed the time-dependent change of DF value in a suspension metal corrosion product removal test. 微粒子除去試験後の実施例1のイオン交換樹脂の表面のSEMおよびEPMAの画像である。It is a SEM and EPMA image of the surface of the ion exchange resin of Example 1 after a fine particle removal test. 実施例2、実施例2を用いた混床イオン交換樹脂(想定モデル)および参考例における、線速度および圧力損失(MPa/m−bed)の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the linear velocity and pressure loss (MPa / m-bed) in the mixed bed ion exchange resin (expected model) using Example 2 and Example 2, and a reference example.

以下、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。尚、以下の記載は、本発明の実施態様の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り、以下の記載に限定されるものではない。
[1]イオン交換樹脂
本発明のイオン交換樹脂は、マクロポーラス型であり、水銀圧入法で測定したときの細孔容積が、前記イオン交換樹脂の乾燥重量1gあたり0.5mL/g以上であり、水銀圧入法で測定したときの細孔半径が、0.1μm以上であり、かつ、イオン交換樹脂の振とう濁度試験で溶出する濁度成分が、45ppm以下であることを特徴とするものである。また、ここで、水銀圧入法で測定したときの細孔容積が、水湿潤状態での体積あたり0.20mL/mL以上であることが好ましい(第1の本発明のイオン交換樹脂)。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the following description is an example of the embodiment of this invention, Comprising: This invention is not limited to the following description, unless the summary is exceeded.
[1] Ion exchange resin
The ion exchange resin of the present invention is a macroporous type, and the pore volume when measured by a mercury intrusion method is 0.5 mL / g or more per 1 g of the dry weight of the ion exchange resin, and measured by the mercury intrusion method. In this case, the pore radius is 0.1 μm or more, and the turbidity component eluted in the shaking turbidity test of the ion exchange resin is 45 ppm or less. Moreover, it is preferable here that the pore volume when measured by the mercury intrusion method is 0.20 mL / mL or more per volume in a water-wet state (the ion exchange resin of the first invention).

また、本発明のイオン交換樹脂は、マクロポーラス型のイオン交換樹脂であって、前記イオン交換樹脂の交換容量が、0.4meq/mL以下であり、乾燥時の前記イオン交換樹脂1gあたりの水銀圧入法で測定したときの細孔容積が0.1mL/g以上であることを特徴とするものであってもよい(第2の本発明のイオン交換樹脂)。
また、さらに、水銀圧入法で測定したときの比表面積が前記イオン交換樹脂の乾燥重量1gあたり5m/g以上であり、水銀圧入法で測定したときの平均細孔半径が0.1μm以上1μm以下であることを特徴とするものであってもよい(第3の本発明のイオン交換樹脂)。
Further, the ion exchange resin of the present invention is a macroporous ion exchange resin, the exchange capacity of the ion exchange resin is 0.4 meq / mL or less, and mercury per 1 g of the ion exchange resin at the time of drying. The pore volume as measured by the press-fitting method may be 0.1 mL / g or more (the ion exchange resin of the second invention).
Furthermore, the specific surface area when measured by the mercury intrusion method is 5 m 2 / g or more per gram dry weight of the ion exchange resin, and the average pore radius when measured by the mercury intrusion method is 0.1 μm or more and 1 μm. It may be characterized by the following (the ion exchange resin of the third invention).

以下、第1の本発明のイオン交換樹脂、第2の本発明のイオン交換樹脂、及び第3の本発明のイオン交換樹脂を総称して本発明のイオン交換樹脂と称することとし、共通の特性については共通事項として説明する。
本発明のイオン交換樹脂としては、アニオン交換樹脂であることが好ましいため、以降、アニオン交換樹脂である場合を代表例として説明する。
Hereinafter, the ion exchange resin of the first invention, the ion exchange resin of the second invention, and the ion exchange resin of the third invention will be collectively referred to as the ion exchange resin of the present invention. Will be explained as a common matter.
Since it is preferable that it is an anion exchange resin as an ion exchange resin of this invention, the case where it is an anion exchange resin is demonstrated as a typical example hereafter.

ただし、本発明は、アニオン交換樹脂だけでなく、カチオン交換樹脂やキレート樹脂も含む一般のイオン交換樹脂に適用可能なものである。吸着対象の物質、あるいはコロイド微粒子のゼータ電位に応じて、アニオン交換基、あるいはカチオン交換基を選択すればよいからである。
なお、コロイド微粒子の吸着機構はゼータ電位差による吸着であることが知られている。アニオン交換樹脂はゼータ電位がプラスなので、ゼータ電位がマイナスの物質の吸着に好適である。一方、カチオン交換樹脂ではゼータ電位がマイナスなので、ゼータ電位がプラスの物質の吸着に好適である。キレート基もゼータ電位を有するので使用可能である。即ち、ゼータ電位を有する官能基であれば、いずれの官能基を選択してもよい。
However, the present invention is applicable not only to anion exchange resins but also to general ion exchange resins including cation exchange resins and chelate resins. This is because an anion exchange group or a cation exchange group may be selected according to the substance to be adsorbed or the zeta potential of the colloidal fine particles.
In addition, it is known that the adsorption mechanism of colloidal microparticles is adsorption by a zeta potential difference. Since an anion exchange resin has a positive zeta potential, it is suitable for adsorption of a substance having a negative zeta potential. On the other hand, since the cation exchange resin has a negative zeta potential, it is suitable for adsorption of a substance having a positive zeta potential. A chelating group can also be used because it has a zeta potential. That is, any functional group may be selected as long as it has a zeta potential.

本発明のイオン交換樹脂は、クラッド、およびコロイド状の懸濁性金属腐蝕生成物だけでなく、一般のコロイド微粒子も吸着可能である。
本発明のイオン交換樹脂に吸着可能なコロイド微粒子としては、コバルト、クロム、マンガン、鉄、ニッケル、等の金属の酸化物や、金属の不溶性・難溶性の塩類、前記の金属類で放射性同位体の物質が挙げられる。たとえば、酸化鉄、マグネタイト(Fe3O4)、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化クロム、酸化マンガン等が挙げられる。また、上記以外で吸着可能な一般の金属種のコロイド状微粒子の例示としては、シリカのコロイド状微粒子や、水酸化アルミニウムのコロイド等が挙げられる。
The ion exchange resin of the present invention can adsorb not only clad and colloidal suspended metal corrosion products but also general colloidal fine particles.
Examples of the colloidal fine particles that can be adsorbed on the ion exchange resin of the present invention include metal oxides such as cobalt, chromium, manganese, iron, nickel, insoluble and hardly soluble salts of metals, and radioisotopes of the above metals. Of these substances. For example, iron oxide, magnetite (Fe3O4), nickel oxide, cobalt oxide, chromium oxide, manganese oxide and the like can be mentioned. Examples of colloidal fine particles of general metal species that can be adsorbed other than the above include colloidal fine particles of silica, colloid of aluminum hydroxide, and the like.

また、水道水製造過程において凝集剤で処理された水に含まれる凝集コロイドも、本発明のイオン交換樹脂で吸着可能である。また、生体関連の高分子物質、例えば、血液や、血漿に含まれるコロイド状物質や、タンパク質、単糖類、多糖類、抗体、核酸、アミノ酸、脂肪酸、脂肪酸エステル等も、本発明のイオン交換樹脂で吸着可能である。
[1−1]細孔半径
ここで、マクロポーラス型とは、一般に巨大な細孔を有するものをいい、平均細孔半径が、通常800Å(0.08μm)以上、好ましくは1000Å(0.1μm)以上のものをいう。通常、マクロポーラス型は、通常1μmを超える巨大細孔半径を有するものが主流である。即ち、クラッドの除去という観点から、従来はクラッドが巨大細孔中に取り込まれる構造が重要と考えられ、クラッドの粒子径を大きく超える平均細孔半径を有する樹脂構造が設計されていた。しかしながら、本発明者らは、かかる1μmを超えず、比較的小さな半径の細孔を有するマクロポーラス構造が、かえってクラッドを効率よく除去できることを見出した。これは、巨大細孔径中にクラッドを取り込む構造でなくとも、比較的大きな半径を有する細孔であれば、アニオン交換樹脂表面に十分に吸着し、さらに吸着面積も十分担保できるためと推測される。即ち、本発明のアニオン交換樹脂は、平均細孔半径が、通常0.1μm以上、好ましくは0.2μm以上、更に好ましくは0.5μm以上、また、通常10μm以下、好ましくは5μm以下、さらに好ましくは2μm以下、さらに好ましくは0.8μm以下、更に好ましくは0.6μm以下である。
Further, the agglomerated colloid contained in the water treated with the aggregating agent in the tap water production process can also be adsorbed by the ion exchange resin of the present invention. In addition, biologically relevant polymer substances such as colloidal substances contained in blood and plasma, proteins, monosaccharides, polysaccharides, antibodies, nucleic acids, amino acids, fatty acids, fatty acid esters, and the like are also used in the ion exchange resin of the present invention. It can be adsorbed with.
[1-1] Pore radius
Here, the macroporous type generally refers to those having huge pores, and the average pore radius is usually 800 mm (0.08 μm) or more, preferably 1000 mm (0.1 μm) or more. Usually, the macroporous type has a large pore radius that usually exceeds 1 μm. That is, from the viewpoint of removing the clad, a structure in which the clad is taken into the giant pores is considered to be important, and a resin structure having an average pore radius that greatly exceeds the particle diameter of the clad has been designed. However, the present inventors have found that such a macroporous structure having pores having a relatively small radius that does not exceed 1 μm can effectively remove the clad. This is presumed to be because the pores having a relatively large radius can be sufficiently adsorbed on the surface of the anion exchange resin, and the adsorption area can be sufficiently secured, even if the clad is not incorporated into the giant pore diameter. . That is, the anion exchange resin of the present invention has an average pore radius of usually 0.1 μm or more, preferably 0.2 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, and usually 10 μm or less, preferably 5 μm or less, more preferably Is 2 μm or less, more preferably 0.8 μm or less, and even more preferably 0.6 μm or less.

なお、本発明のイオン交換樹脂の平均細孔半径を1μm以上とする場合は、イオン交換容量、後述する多孔質化剤の添加量等を調整することにより、水湿潤状態での細孔容積が大きくなるよう、調整することが好ましい。
また、特開2004−190014号公報に記載されるような、大きな細孔と小さな細孔とが共存する多孔質架橋ポリマーも本発明のイオン交換樹脂の前駆体として好ましく用いることができる。この場合、大きな細孔と小さな細孔とが共存するイオン交換樹脂を形成することができる。
When the average pore radius of the ion exchange resin of the present invention is 1 μm or more, the pore volume in a water-wet state can be adjusted by adjusting the ion exchange capacity, the addition amount of a porosifying agent described later, and the like. It is preferable to adjust so that it may become large.
In addition, a porous crosslinked polymer in which large pores and small pores coexist as described in JP-A-2004-190014 can be preferably used as the precursor of the ion exchange resin of the present invention. In this case, an ion exchange resin in which large pores and small pores coexist can be formed.

また、上記の細孔と表面積の関係から、水銀圧入法で測定したときの、イオン交換樹脂の細孔の比表面積が、前記アニオン交換樹脂の乾燥重量1gあたり2m/g以上であり、かつ、水銀圧入法で測定したときの平均細孔半径が0.1μm以上1μm以下であることを特徴とするアニオン交換樹脂がさらに好ましい。イオン交換樹脂の細孔の比表面積は、通常2m/g以上、好ましくは3m/g以上、さらに好ましくは5m/g以上、さらに好ましくは7m/g以上である。また、通常1000m/g以下、好ましくは500m/g以下、さらに好ましくは250m/gである。 Further, from the relationship between the pores and the surface area, the specific surface area of the pores of the ion exchange resin when measured by a mercury intrusion method is 2 m 2 / g or more per 1 g of the dry weight of the anion exchange resin, and An anion exchange resin having an average pore radius of 0.1 μm or more and 1 μm or less as measured by a mercury intrusion method is more preferable. The specific surface area of the pores of the ion exchange resin is usually 2 m 2 / g or more, preferably 3 m 2 / g or more, more preferably 5 m 2 / g or more, and further preferably 7 m 2 / g or more. Moreover, it is 1000 m < 2 > / g or less normally, Preferably it is 500 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 250 m < 2 > / g.

比表面積が大きすぎると、微細な細孔が増加する傾向となるので、微細な物質の吸着には良好となるが、大きな物質の吸着には不利となる傾向にある。一方、比表面積が小さすぎると、吸着に有効な表面積が少なくなり、吸着量が少なくなる傾向にある。
かかる比較的小さな平均細孔半径とすることにより、アニオン交換樹脂の強度が上がり、取り扱い時の破砕や樹脂スラリーのポンプ移送時の破砕も抑制される。また、比表面積が上記の範囲内にあると、コロイド微粒子の付着可能な面積も拡がるので、コロイド微粒子の捕捉能力も向上する。
When the specific surface area is too large, fine pores tend to increase, so that it is good for adsorption of fine substances, but tends to be disadvantageous for adsorption of large substances. On the other hand, if the specific surface area is too small, the surface area effective for adsorption decreases and the amount of adsorption tends to decrease.
By setting such a relatively small average pore radius, the strength of the anion exchange resin is increased, and crushing during handling and crushing during pumping of the resin slurry are suppressed. In addition, when the specific surface area is within the above range, the area to which the colloidal fine particles can be attached is increased, so that the capturing ability of the colloidal fine particles is also improved.

なお、平均細孔半径は、水銀圧入法、即ち水銀ポロシメーターを用いることにより測定することができる。水銀ポロシメーターでは、表面張力が大きく大抵の物質と反応しない水銀に圧力を加えて、真空乾燥した試料(本発明では、ガス吸着剤)の細孔中へ圧入し、そのとき加えた圧力と細孔に侵入した水銀容積の関係を測定する。
一般に圧力を加えてアニオン交換樹脂の細孔に侵入させた時の圧力と、その圧力において水銀が侵入可能な細孔径との関係は、下記計算式1のようなWashburnの式で示される。
計算式1:
Pr=−2σcosθ
上記計算式1においてPは圧力、rは細孔半径、σは水銀の表面張力で通常は480dyne/cm程度、θは水銀と細孔壁面との接触角で通常は140°程度。
The average pore radius can be measured by a mercury intrusion method, that is, using a mercury porosimeter. In a mercury porosimeter, pressure is applied to mercury that has a large surface tension and does not react with most substances, and is pressed into the pores of a vacuum-dried sample (in the present invention, a gas adsorbent). Measure the volume of mercury intruded into the water.
In general, the relationship between the pressure when pressure is applied to enter the pores of the anion exchange resin and the pore diameter at which mercury can enter at the pressure is expressed by the Washburn formula as shown in the following calculation formula 1.
Formula 1:
Pr = -2σ cos θ
In the above calculation formula 1, P is pressure, r is pore radius, σ is surface tension of mercury, usually about 480 dyne / cm, and θ is contact angle between mercury and pore wall surface, usually about 140 °.

圧力と試料細孔内に侵入した水銀の侵入量から、細孔を円筒形と仮定して上記計算式1を基に平均細孔半径を計算することができる。
以下に測定法の具体例を示す。
<細孔物性の測定法>
真空乾燥した樹脂(アニオン交換樹脂)をガラスセルに入れ、水銀ポロシメーターで樹脂の細孔半径、細孔容積を測定する。細孔容積、細孔半径をそれぞれ縦軸、横軸とした細孔の分布を示すヒストグラムにより、細孔容積の合計が最も多い部分の細孔半径を平均細孔半径とする。
From the pressure and the amount of mercury that has entered the sample pores, the average pore radius can be calculated based on the above calculation formula 1, assuming that the pores are cylindrical.
Specific examples of measurement methods are shown below.
<Method of measuring pore properties>
A vacuum-dried resin (anion exchange resin) is placed in a glass cell, and the pore radius and pore volume of the resin are measured with a mercury porosimeter. Based on the histogram showing the distribution of the pores with the pore volume and pore radius as the vertical axis and the horizontal axis, respectively, the pore radius of the portion with the largest total pore volume is defined as the average pore radius.

また、前記比表面積は以下のようにして測定することができる。
<比表面積の測定法>
公知の比表面積測定方法が適用できる。乾燥させて得られる樹脂を用い、比表面積計(島津製作所製 フローソーブ2300)により、該樹脂の乾燥重量あたりの比表面積を測定する。また、窒素吸着計(マイクロメリティクス社製 ASAP2400)により、比表面積の分布を測定する。
The specific surface area can be measured as follows.
<Measurement method of specific surface area>
A known specific surface area measurement method can be applied. Using the resin obtained by drying, the specific surface area per dry weight of the resin is measured with a specific surface area meter (Flowsorb 2300, manufactured by Shimadzu Corporation). Further, the distribution of specific surface area is measured with a nitrogen adsorption meter (ASAP2400 manufactured by Micromeritics).

[1−2]イオン交換容量
前述の様に、一般のアニオン交換樹脂は、懸濁性金属腐蝕生成物を多く取り入れる観点からイオン交換容量を大きいものが選択される傾向があった。本発明者は、イオン交換容量は、脱塩処理する水との親和性を有する程度であれば足りることを見出した。さらにこれにより、アニオン交換樹脂由来の溶出物が低減し、脱塩塔の混床樹脂層を汚染、および水質の低下を抑制することもできることを見出した。
[1-2] Ion exchange capacity
As described above, a general anion exchange resin tends to be selected with a large ion exchange capacity from the viewpoint of incorporating a large amount of suspended metal corrosion products. The present inventor has found that the ion exchange capacity only needs to have an affinity with water to be desalted. Furthermore, it discovered that the eluate derived from anion exchange resin reduced by this, and the mixed bed resin layer of a desalting tower could be contaminated and the fall of water quality could also be suppressed.

即ち、本発明のアニオン交換樹脂は、体積あたりのイオン交換容量が、通常1.05m
eq/mL以下、好ましくは0.4meq/mL以下、より好ましくは0.35meq/mL以下であり、また、通常0.01meq/mL以上、好ましくは0.1meq/mL以上である。
〔体積あたりのイオン交換容量の測定方法〕
OH形のアニオン交換樹脂を10mL採り、カラムに詰め、5重量%NaCl水溶液を樹脂の25倍量通液し、流出液を全て捕集する。この流出液を塩酸で滴定することにより、交換容量(meq/mL)を算出する。
本発明のアニオン交換樹脂は、乾燥重量あたりのイオン交換容量が、通常4.4meq/g以下、好ましくは3.0meq/g以下、より好ましくは2.8meq/g以下、さらに好ましくは2.6meq/g以下、特に好ましくは2.0meq/g以下であり、また、通常0.01meq/g以上、好ましくは0.1meq/g以上、より好ましくは0.5meq/g以上、さらに好ましくは1.0meq/g以上、特に好ましくは1.6meq/g以上である。
That is, the anion exchange resin of the present invention has an ion exchange capacity per volume of usually 1.05 m.
eq / mL or less, preferably 0.4 meq / mL or less, more preferably 0.35 meq / mL or less, and usually 0.01 meq / mL or more, preferably 0.1 meq / mL or more.
[Measurement method of ion exchange capacity per volume]
Take 10 mL of OH-type anion exchange resin, pack it in a column, and pass 5% by weight aqueous NaCl solution 25 times the amount of resin, and collect all the effluent. The effluent is titrated with hydrochloric acid to calculate the exchange capacity (meq / mL).
The anion exchange resin of the present invention has an ion exchange capacity per dry weight of generally 4.4 meq / g or less, preferably 3.0 meq / g or less, more preferably 2.8 meq / g or less, and even more preferably 2.6 meq. / G or less, particularly preferably 2.0 meq / g or less, and usually 0.01 meq / g or more, preferably 0.1 meq / g or more, more preferably 0.5 meq / g or more, still more preferably 1. It is 0 meq / g or more, particularly preferably 1.6 meq / g or more.

〔乾燥重量あたりのイオン交換容量の測定方法〕
OH形アニオン交換樹脂の乾燥重量あたりの交換容量は、上記〔体積あたりのイオン交換容量の測定方法〕で測定された体積あたりのイオン交換容量(meq/mL)、下記のOH形のアニオン交換樹脂の水分含有量と、後述の[2−5]BSD法で測定した見掛け密度とを使用して、乾燥重量あたりのイオン交換容量(meq/g)を次式で算出する。なお、下記の計算式におけるOH形アニオン交換樹脂の水分含有量は、OH形アニオン交換樹脂を遠心分離して付着した水分を除去した後、カールフィッシャー法によりデジタル式自動滴定装置(三菱化学製カールフィッシャーKF07型相当)を用いて測定することができる。
<計算式>
(meq/g)=(meq/mL)×1000/見掛け密度×100/(100−水分含有量(%))
また、イオン交換容量を上記範囲とする方法としては、架橋度を調整する方法、多孔質化剤の量を調節する方法、後述のハロアルキル化反応やスルホン化反応などの交換基導入反応を調節する方法、交換基を脱離させて調整する方法などが挙げられる。
[Measurement method of ion exchange capacity per dry weight]
The exchange capacity per dry weight of the OH type anion exchange resin is the ion exchange capacity per volume (meq / mL) measured in the above [Method for measuring ion exchange capacity per volume], and the following OH type anion exchange resin The ion exchange capacity per dry weight (meq / g) is calculated by the following formula using the water content of the slag and the apparent density measured by the [2-5] BSD method described later. The water content of the OH-type anion exchange resin in the following formula is determined by centrifuging the OH-type anion exchange resin to remove the attached water, and then using a digital automatic titrator (Mitsubishi Chemical Corporation (Fischer KF07 type equivalent) can be used.
<Calculation formula>
(Meq / g) = (meq / mL) × 1000 / apparent density × 100 / (100-water content (%))
In addition, as a method for setting the ion exchange capacity within the above range, a method for adjusting the degree of crosslinking, a method for adjusting the amount of the porous agent, and an exchange group introduction reaction such as a haloalkylation reaction and a sulfonation reaction described later are adjusted. And a method of adjusting by removing an exchange group.

[1−3]細孔容積
本発明のアニオン交換樹脂は、水銀圧入法で測定したときの乾燥状態の前記アニオン交換樹脂1gあたりの細孔容積が、通常0.1mL以上、好ましくは0.50mL以上、更に好ましくは0.90mL以上、より好ましくは1.50mL以上であり、また、通常5.0mL以下、好ましくは2.0mL以下、さらに好ましくは1.6mL以下である。
また、本発明のアニオン交換樹脂は、水湿潤状態に換算された細孔容積が、前記アニオン交換樹脂1mLあたり、通常0.20mL以上、好ましくは0.22mL以上、更に好ましくは0.30mL以上であり、また、通常5.0mL以下、好ましくは2.0mL以下、さらに好ましくは1.0mL以下である。
細孔容積が上記範囲であると、イオン交換樹脂に捕捉されたコロイド微粒子がイオン交換樹脂粒子内で拡散しやすくなるので、コロイド微粒子の捕捉能力が向上する傾向にあり、好ましい。加えて、このようなイオン交換樹脂は、コロイド微粒子の捕捉速度も向上する傾向にあるので、カラム通液するときの流速を上げることが可能となり、通液処理能力(生産性)が向上する傾向にあり、好ましい。
[1-3] Pore volume
The anion exchange resin of the present invention has a pore volume per 1 g of the anion exchange resin in a dry state as measured by a mercury intrusion method, usually 0.1 mL or more, preferably 0.50 mL or more, more preferably 0.90 mL. As mentioned above, More preferably, it is 1.50 mL or more, Usually, 5.0 mL or less, Preferably it is 2.0 mL or less, More preferably, it is 1.6 mL or less.
Further, the anion exchange resin of the present invention has a pore volume converted to a water wet state of usually 0.20 mL or more, preferably 0.22 mL or more, more preferably 0.30 mL or more per 1 mL of the anion exchange resin. In addition, it is usually 5.0 mL or less, preferably 2.0 mL or less, more preferably 1.0 mL or less.
When the pore volume is in the above range, the colloidal fine particles captured by the ion exchange resin are easily diffused in the ion exchange resin particles, which tends to improve the capturing ability of the colloidal fine particles. In addition, since such ion exchange resins tend to improve the capture speed of colloidal fine particles, it is possible to increase the flow rate when passing through the column, and the flow processing capacity (productivity) tends to be improved. And preferred.

また、細孔容積を上記範囲とする方法としては、多孔質化剤の量を調節する方法などを挙げることができる。
なお、水銀圧入法は、[1−1]の平均細孔半径の測定と同様、水銀ポロシメーターを用いて測定することができる。
また、水湿潤状態での樹脂体積1mLあたりの細孔容積は、前記の乾燥状態のアニオン
交換樹脂1gあたりの水銀圧入法で測定したときの細孔容積を、乾燥樹脂1gあたりの膨潤度(乾燥樹脂1gあたりの水膨潤状態の樹脂体積)で割ることにより(下記の計算式参照)、算出することができる。
Examples of the method for setting the pore volume in the above range include a method for adjusting the amount of the porous agent.
In addition, the mercury intrusion method can be measured using a mercury porosimeter, similarly to the measurement of the average pore radius of [1-1].
In addition, the pore volume per 1 mL of the resin volume in the water wet state is the degree of swelling per 1 g of the dry resin (the dry volume of the pore volume measured by the mercury intrusion method per 1 g of the anion exchange resin in the dry state). It can be calculated by dividing by the resin volume in a water-swelled state per 1 g of resin (see the following calculation formula).

<計算式>
(水湿潤状態での樹脂体積1mLあたりの細孔容積(単位mL/mL))
= (乾燥状態の樹脂1gあたりの細孔容積(単位mL/g))/(乾燥樹脂1gあたりの膨潤度(単位mL/g))
ここで、上記計算式中、膨潤度は、一定量(例えば、10mL)の体積(Z(単位mL))を持つ水湿潤状態の樹脂を、乾燥させたときの乾燥重量(Y(単位g)を測定することにより、求めることができる(後述の[1−8]膨潤度参照)。
<Calculation formula>
(Pore volume per 1 mL of resin volume in water wet state (unit mL / mL))
= (Pore volume per 1 g of dried resin (unit mL / g)) / (swelling degree per 1 g of dried resin (unit mL / g))
Here, in the above calculation formula, the degree of swelling is a dry weight (Y (unit: g)) when a water-wet resin having a fixed volume (for example, 10 mL) (Z (unit: mL)) is dried. Can be obtained by measuring (see [1-8] degree of swelling described later).

[1−4]重量平均粒子径
前述の様に、一般のアニオン交換樹脂は、懸濁性金属腐蝕生成物を多く取り入れる観点から巨大細孔を有するものが選択される傾向があった。そのため、重量平均粒子径が比較的大きなアニオン交換樹脂が使用される傾向があった。本発明者は、従来のアニオン交換樹脂よりも重量平均粒子径を小さくし、各アニオン交換樹脂粒子間の隙間を小さくすることで、フィルター効果によりクラッド除去効果を得ることを見出した。
[1-4] Weight average particle diameter
As described above, general anion exchange resins tend to be selected from those having large pores from the viewpoint of incorporating a large amount of suspended metal corrosion products. Therefore, anion exchange resins having a relatively large weight average particle diameter tend to be used. The present inventor has found that the cladding removal effect can be obtained by the filter effect by making the weight average particle diameter smaller than that of the conventional anion exchange resin and by reducing the gap between the respective anion exchange resin particles.

即ち、本発明のアニオン交換樹脂は、重量平均粒径が通常0.7mm以下、好ましくは0.6mm以下、より好ましくは0.55mm以下、更に好ましくは0.5mm以下である。また、通常0.01mm以上、好ましくは0.1mm以上、更に好ましくは0.3mm以上である。
重量平均粒子径が大きすぎると、コロイド微粒子の捕捉能力が低下する傾向にあり、小さすぎると、コロイド微粒子の捕捉能力は向上するが、カラム通液時の圧力損失が増加する傾向にある。
That is, the anion exchange resin of the present invention has a weight average particle size of usually 0.7 mm or less, preferably 0.6 mm or less, more preferably 0.55 mm or less, and further preferably 0.5 mm or less. Moreover, it is 0.01 mm or more normally, Preferably it is 0.1 mm or more, More preferably, it is 0.3 mm or more.
If the weight average particle size is too large, the ability to capture colloidal particles tends to decrease, and if it is too small, the ability to capture colloidal particles improves, but the pressure loss when passing through the column tends to increase.

上記の範囲の重量平均粒子径を有する本発明のアニオン交換樹脂は、例えば既知の分級方法により得られる。分級法としては、篩による分別、水流を用いる水篩、気流を用いる風篩などが利用できる。
重量平均粒子径は、三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンI基礎編」第14版(平成11年9月1日)第139〜141頁に記載される公知の算出法で測定される。
The anion exchange resin of the present invention having a weight average particle diameter in the above range can be obtained by, for example, a known classification method. As the classification method, classification using a sieve, a water sieve using a water stream, a wind sieve using an air stream, and the like can be used.
The weight average particle diameter is measured by a known calculation method described on pages 139 to 141 of “Diaion I Fundamentals” 14th edition (September 1, 1999) issued by Ion Exchange Resin Division, Mitsubishi Chemical Corporation. Is done.

<重量平均粒子径測定法>
篩目の径が1180μm、850μm、710μm、600μm、425μm、300μmの篩を、下方になる程、篩目の径が小さくなる様に積み重ねる。この積み重ねた篩をバットの上に置き、最上段に積み重ねられた1180μmの篩の中にアニオン交換樹脂を約100mL入れる。
<Weight average particle size measurement method>
The sieves having a sieve mesh diameter of 1180 μm, 850 μm, 710 μm, 600 μm, 425 μm, and 300 μm are stacked so that the sieve mesh diameter decreases as it goes downward. The stacked sieve is placed on a vat, and about 100 mL of anion exchange resin is placed in the 1180 μm sieve stacked on the top.

水道水につないだゴム管から樹脂上にゆるやかに水を注ぎ小粒を下の方へ篩別する。1180μmの篩の中に残ったアニオン交換樹脂は、さらに以下の方法により、厳密に小粒を篩別する。即ち、別のバットの1/2位の深さまで水を満たし、1180μmの篩を前記バットの中で上下及び回転運動を与えて動揺させることを繰り返し、小粒を篩別する。
前記バットの中の小粒は次の850μmの篩の上へ戻し、また1180μmの篩の上に残ったアニオン交換樹脂はさらに別のバットに採取する。篩の目にアニオン交換樹脂が詰まっていれば、篩をバットに逆に置き、水道水につないだゴム管に密着させ、水を強く流して篩の目に詰まったアニオン交換樹脂を取り出す。取り出したアニオン交換樹脂は、1180μmの篩上に残ったアニオン交換樹脂を採取したバットに移し、合計をメスシリンダーで容積を測定する。この容積をa(mL)とする。1180μmの篩を通ったアニオ
ン交換樹脂は850μm、710μm、600μm、425μm、300μmの篩についてそれぞれ同様の操作を行い、メスシリンダーを用いて容積b(mL)、c(mL)、d(mL)、e(mL)、f(mL)を求め、最後に300μmの篩を通った樹脂の容積をメスシリンダーで測定しg(mL)とする。
Gently pour water onto the resin from a rubber tube connected to tap water and screen the small particles downward. The anion exchange resin remaining in the 1180 μm sieve is further screened for small particles by the following method. That is, water is filled up to a depth of about 1/2 of another bat, and a 1180 μm sieve is repeatedly shaken by giving up and down and rotational motion in the bat, and small particles are sieved.
The small particles in the vat are returned to the next 850 μm sieve, and the anion exchange resin remaining on the 1180 μm sieve is collected in another vat. If the sieve is clogged with anion exchange resin, place the sieve on the vat in reverse, closely contact with a rubber tube connected to tap water, and remove the clogged anion exchange resin by strongly flowing water. The extracted anion exchange resin is transferred to a vat from which the anion exchange resin remaining on the 1180 μm sieve is collected, and the volume is measured with a graduated cylinder. Let this volume be a (mL). The anion exchange resin that passed through the 1180 μm sieve was subjected to the same operation for each of the 850 μm, 710 μm, 600 μm, 425 μm, and 300 μm sieves, and the volume b (mL), c (mL), d (mL), e (mL) and f (mL) are obtained, and finally, the volume of the resin that has passed through the 300 μm sieve is measured with a graduated cylinder to be g (mL).

V=a+b+c+d+e+f+gとし、a/V×100=a’(%)、b/V×100=b’(%)、c/V×100=c’(%)、d/V×100=d’(%)、e/V×100=e’(%)、f/V×100=f’(%)、g/V×100=g’(%)を算出する。
前記a’〜g’より片軸に各篩の残留分累計(%)、他の軸に篩目の径(mm)をとり、これを対数確率紙上にプロットする。残留分の多い順に3点を取り、この3点を出来るだけ満足するような線を引き、この線から残留分累計が50%に相当する篩目の径(mm)を求め、これを重量平均粒子径とする。
V = a + b + c + d + e + f + g, a / V × 100 = a ′ (%), b / V × 100 = b ′ (%), c / V × 100 = c ′ (%), d / V × 100 = d ′ ( %), E / V × 100 = e ′ (%), f / V × 100 = f ′ (%), g / V × 100 = g ′ (%).
From the above a ′ to g ′, the residual amount cumulative (%) of each sieve is taken on one axis, and the diameter (mm) of the sieve mesh is taken on the other axis, and this is plotted on the logarithmic probability paper. Take 3 points in the order of the remaining amount, draw a line that satisfies these 3 points as much as possible, obtain the diameter (mm) of the sieve mesh corresponding to 50% of the accumulated residue from this line, and calculate the weight average The particle size.

[1−5]均一係数
一般のイオン交換樹脂は、均一係数の小さい、即ち粒子径の斉一なものが好適であるとされる傾向があった。本発明者は、従来のアニオン交換樹脂よりも均一係数が大きい場合は、粒径の大きいアニオン交換樹脂粒子の隙間を粒径の小さいアニオン交換樹脂で埋めることとなり、粒子間の隙間を小さくすることができるので、フィルター効果により効率よくクラッドを除去できることを見出した。
[1-5] Uniformity coefficient
There was a tendency that general ion exchange resins having a small uniformity coefficient, that is, having a uniform particle diameter are suitable. When the uniformity coefficient is larger than that of the conventional anion exchange resin, the present inventor will fill the gaps of the anion exchange resin particles having a large particle size with an anion exchange resin having a small particle size, and reduce the gaps between the particles. It was found that the clad can be efficiently removed by the filter effect.

本発明のアニオン交換樹脂は、均一係数1.2以上、好ましくは1.25以上、更に好ましくは1.3以上、更に好ましくは1.35以上、更に好ましくは1.6以上、更に好ましくは1.7以上である。また、通常5以下、好ましくは3以下、更に好ましくは2以下である。
均一係数は、三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンI基礎編」第14版(平成11年9月1日)第139〜141頁に記載される公知の算出法で測定される。
The anion exchange resin of the present invention has a uniformity coefficient of 1.2 or more, preferably 1.25 or more, more preferably 1.3 or more, further preferably 1.35 or more, more preferably 1.6 or more, and more preferably 1. .7 or more. Moreover, it is 5 or less normally, Preferably it is 3 or less, More preferably, it is 2 or less.
The uniformity coefficient is measured by a known calculation method described on pages 139 to 141 of “Diaion I Fundamentals” 14th edition (September 1, 1999) published by Mitsubishi Chemical Corporation Ion Exchange Resin Division. .

均一係数が小さいと、粒径の均一性が増すのでカラム充填時の圧力損失が低減するという利点があるが、粒子間の空隙を埋めるような微粒子が存在しないので、フィルター性能としては若干低下する傾向にある。均一係数が大きいと、粒子径の不均一性が増すので、カラム充填時の圧力損失が増加する傾向にあるが、フィルター性能は向上する傾向にある。従って、所望の特性となるよう、均一係数を調整することが好ましい。   If the uniformity coefficient is small, the particle size uniformity increases, so there is an advantage that the pressure loss at the time of column packing is reduced. However, since there are no fine particles that fill the voids between the particles, the filter performance slightly decreases. There is a tendency. When the uniformity coefficient is large, the non-uniformity of the particle diameter increases, so that the pressure loss at the time of column packing tends to increase, but the filter performance tends to improve. Therefore, it is preferable to adjust the uniformity coefficient so as to obtain desired characteristics.

<均一係数測定法>
前述の重量平均粒子径測定法により篩分した、アニオン交換樹脂を用いる。対数確率紙上に、前記a〜gの各篩の残留分累計(%)とそれに対応する篩目の径(mm)をプロットし、その中から残留分の多い順に3点を選び、この3点を出来るだけ満足するような直線を引く。この直線から残留分累計が90%に対応する篩目の径(mm)を求め、これを有効径とする。次に、残留分累計40%に対応する篩目の径(mm)を求め、次式により均一係数を求める。
<Uniformity coefficient measurement method>
An anion exchange resin sieved by the above-mentioned weight average particle diameter measuring method is used. On the log-probability paper, plot the residual cumulative total (%) of each of the sieves a to g and the corresponding sieve diameter (mm), and select three points in descending order of residuals. Draw a straight line that satisfies as much as possible. From this straight line, the diameter (mm) of the sieve mesh corresponding to 90% of the accumulated residue is obtained, and this is set as the effective diameter. Next, the diameter (mm) of the sieve mesh corresponding to the residual amount of 40% is obtained, and the uniformity coefficient is obtained by the following equation.

均一係数=[残留分累計40%に対応する篩目の径(mm)]/ [有効径(mm)

[1−6]見かけ密度
本発明のアニオン交換樹脂は、粒子の隙間を少なくし、フィルター効果によりクラッド除去効果を得ることを目的として、見かけ密度を比較的少なくすることが好ましい。即ち、本発明のアニオン交換樹脂は、逆洗水抜法(以下、「BSD法」と称する場合がある。)で測定される見かけ密度650g/L以下、好ましくは640g/L以下、更に好ましくは620g/L以下である。また、通常500g/L以上、好ましくは550g/L以上、更に好ましくは580g/L以上である。
Uniformity coefficient = [diameter of mesh corresponding to 40% cumulative residue (mm)] / [effective diameter (mm)
]
[1-6] Apparent density
The anion exchange resin of the present invention preferably has a relatively low apparent density for the purpose of reducing particle gaps and obtaining a cladding removal effect by a filter effect. That is, the anion exchange resin of the present invention has an apparent density of 650 g / L or less, preferably 640 g / L or less, more preferably 620 g, measured by a backwash water draining method (hereinafter sometimes referred to as “BSD method”). / L or less. Moreover, it is 500 g / L or more normally, Preferably it is 550 g / L or more, More preferably, it is 580 g / L or more.

Tap法で測定される見かけ密度の好ましい範囲は、通常700g/L以下、好ましくは690g/L以下、更に好ましくは670g/L以下であり、また、通常550g/L以上、好ましくは600g/L以上、更に好ましくは630g/L以上である。
BSD法又はTap法で測定される見かけ密度が高すぎると、フィルター効果が弱くなる傾向にあり、低すぎるとカラム充填時の樹脂の浮遊が起こりやすくなる傾向にある。
The preferred range of the apparent density measured by the Tap method is usually 700 g / L or less, preferably 690 g / L or less, more preferably 670 g / L or less, and usually 550 g / L or more, preferably 600 g / L or more. More preferably, it is 630 g / L or more.
If the apparent density measured by the BSD method or the Tap method is too high, the filter effect tends to be weak, and if it is too low, the resin tends to float when packed in the column.

見かけ密度は、三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンI基礎編」第14版(平成11年9月1日)第138〜139頁に記載される公知の算出法、Tap法、BSD法などを用いて測定される。
である。
<見かけ密度測定法>
アニオン交換樹脂からメスシリンダーを用いて5mLを取り、その体積V(mL)を測定し、3000rpm、5分間の遠心分離によって付着水分を除いた後の湿潤状態のアニオン交換樹脂の質量W(g)を求め、以下の式により算出する。
見かけ密度(g/L)=W/V×1000
<Tap法>
アニオン交換樹脂約150gを採取し、その試料の重量(g)を正確に計量する。次 に、それを脱塩水で500mLのメスシリンダーに入れ、体積が減少しなくなるまで底部を軽く叩き、その体積V(mL)を読み取った。 次式により見かけ密度を算出した。
The apparent density is a known calculation method described in “Diaion I Fundamentals” 14th edition (September 1, 1999), pages 138 to 139, issued by Mitsubishi Chemical Corporation Ion Exchange Resin Division, Tap method, It is measured using a BSD method or the like.
It is.
<Apparent density measurement method>
5 mL of an anion exchange resin is taken using a graduated cylinder, its volume V (mL) is measured, and the weight W (g) of the anion exchange resin in a wet state after removing adhering moisture by centrifugation at 3000 rpm for 5 minutes. Is calculated by the following formula.
Apparent density (g / L) = W / V × 1000
<Tap method>
About 150 g of anion exchange resin is taken and the weight (g) of the sample is accurately weighed. Next, it was put into a 500 mL graduated cylinder with demineralized water, and the bottom was tapped until the volume did not decrease, and the volume V (mL) was read. The apparent density was calculated by the following formula.

見かけ密度(g/L)=(計量した試料重量)/V×1000
<BSD法>
試料約150gを採取し、その試料の重量(g)を正確に計量する。これをあらかじめ脱塩水を入れた測定管に移す。次に底部より脱塩水をベットエクスパンション50〜60%の速度で流し、樹脂面が平衡になるまで逆洗する。次に脱塩水を止め2分間静置したのち、測定管の水を底部からLV=9〜15m/hrの速度で水面が樹脂層面より約10mm上部に残る程度まで抜き取り1分間静置後の樹脂容量を読み、上記<Tap法>に記載の式により見かけ密度を求める。
Apparent density (g / L) = (Weighed sample weight) / V × 1000
<BSD method>
About 150 g of sample is taken and the weight (g) of the sample is accurately weighed. Transfer this to a measuring tube containing demineralized water in advance. Next, demineralized water is flowed from the bottom at a rate of 50 to 60% of bed expansion, and backwashing is performed until the resin surface is in equilibrium. Next, after stopping the desalted water and allowing to stand for 2 minutes, the water in the measuring tube is drawn from the bottom at a speed of LV = 9 to 15 m / hr until the water surface remains about 10 mm above the resin layer surface, and the resin after standing for 1 minute. The capacity is read, and the apparent density is obtained by the formula described in <Tap method> above.

[1−7]溶出量
本発明のアニオン交換樹脂は、以下に示す方法により測定される不純物の溶出量が8ppm以下、好ましくは7ppm以下、更に好ましくは6ppm以下である。また、通常0.0001ppm以上、好ましくは0.001ppm以上、更に好ましくは0.1ppm以上である。
[1-7] Elution amount
The anion exchange resin of the present invention has an impurity elution amount of 8 ppm or less, preferably 7 ppm or less, more preferably 6 ppm or less, as measured by the method described below. Moreover, it is 0.0001 ppm or more normally, Preferably it is 0.001 ppm or more, More preferably, it is 0.1 ppm or more.

溶出量が多すぎると、イオン交換樹脂がコロイド微粒子を捕捉したあと、イオン交換樹脂の溶出物と同伴してコロイド微粒子がリークしてしまう可能性がある。
<溶出量測定法>
アニオン交換樹脂10mL相当量をフラスコに量り取り、0.1%過酸化水素水を100mLとなるように加え、栓をして40℃に保った恒温槽で100rpmで20時間振とうする。その後、上澄み水を採取し、TOC測定装置(例えば、島津製作所製TOC測定装置「TOC5000A」など)で溶出量(以下、「TOC」と称する場合がある。)を測定する。
If the amount of elution is too large, the ion exchange resin may capture the colloidal particles, and then the colloidal particles may leak together with the ion exchange resin eluate.
<Elution amount measurement method>
An amount equivalent to 10 mL of anion exchange resin is weighed into a flask, 0.1% aqueous hydrogen peroxide is added to 100 mL, and the flask is stoppered and shaken at 100 rpm for 20 hours in a thermostatic bath kept at 40 ° C. Thereafter, the supernatant water is collected, and the amount of elution (hereinafter sometimes referred to as “TOC”) is measured with a TOC measuring device (for example, a TOC measuring device “TOC5000A” manufactured by Shimadzu Corporation).

また溶出量は、例えば特開2006−328290号公報記載の方法でも測定することができる。
[1−8]膨潤度
膨潤度は、通常、水中における膨潤度(水膨潤度)のことをいう。膨潤度(水膨潤度)は、一定量の(例えば、10mL)の体積(Z(単位mL))を持つ水湿潤状態の樹脂を、乾燥させたときの乾燥重量(Y(単位g)を測定し、以下の計算式に代入することにより、求めることができる。
The elution amount can also be measured by the method described in JP-A-2006-328290, for example.
[1-8] Swelling degree The degree of swelling usually refers to the degree of swelling in water (water swelling degree). Swelling degree (water swelling degree) is a dry weight (Y (g)) measured when a water-wet resin having a certain amount (for example, 10 mL) of volume (Z (units mL)) is dried. And it can obtain | require by substituting into the following formulas.

<計算式>
(乾燥樹脂1gあたりの水中膨潤度(単位mL/g)
=(水湿潤状態の樹脂の体積(Z(単位mL))/(乾燥させたときの乾燥重量(Y(単位g))
膨潤度は、乾燥状態で測定された細孔物性値を、湿潤状態での値に換算する際に使用する。例えば、水湿潤状態での樹脂体積1mLあたりの細孔容積は、乾燥状態の樹脂1gあたりの細孔容積を、乾燥樹脂1gあたりの膨潤度(乾燥樹脂1gあたりの水膨潤状態の樹脂体積)で割ることにより、算出することができる。
<Calculation formula>
(Degree of swelling in water per gram of dry resin (unit: mL / g)
= (Volume of resin in wet state in water (Z (unit: mL)) / (dry weight when dried (Y (unit: g)))
The degree of swelling is used when the physical property value of pores measured in a dry state is converted to a value in a wet state. For example, the pore volume per 1 mL of the resin volume in a water-wet state is the pore volume per 1 g of the resin in the dry state by the swelling degree per 1 g of the dry resin (the resin volume in the water-swelled state per 1 g of the dry resin). It can be calculated by dividing.

また、水湿潤状態での比表面積も、乾燥状態の樹脂1gあたりの比表面積を、前記乾燥樹脂1g辺りの膨潤度で割ることにより算出することができる。
また、水湿潤状態での細孔半径も、乾燥状態の樹脂1gあたりの細孔半径を、前記乾燥樹脂1g辺りの膨潤度で割ることにより算出することができる。
膨潤度が大きすぎると、乾燥状態で測定された細孔物性値(細孔容積、比表面積、細孔半径)を膨潤度の値で割って湿潤状態に換算する際、湿潤状態での細孔物性値は小さくなる方向に寄与するので、膨潤度はあまり大きすぎない方が湿潤状態の細孔物性値を大きく保つためには好ましい。一方、膨潤度が小さすぎると、イオン交換樹脂の製造において収量が低下し、生産性が低下する傾向にある。
Moreover, the specific surface area in the water-wet state can also be calculated by dividing the specific surface area per 1 g of the resin in the dry state by the swelling degree per 1 g of the dry resin.
Also, the pore radius in the water-wet state can be calculated by dividing the pore radius per 1 g of the resin in the dry state by the swelling degree per 1 g of the dry resin.
If the degree of swelling is too large, the pore property values (pore volume, specific surface area, pore radius) measured in the dry state are divided by the value of the degree of swelling and converted to the wet state. Since the physical property value contributes to a decreasing direction, it is preferable that the degree of swelling is not too high in order to keep the pore physical property value in a wet state large. On the other hand, when the degree of swelling is too small, the yield decreases in the production of the ion exchange resin, and the productivity tends to decrease.

膨潤度の好ましい範囲は、通常4.3mL/g以上、好ましくは4.5mL/g以上、更に好ましくは4.7mL/g以上、また、通常6mL/g以下、好ましくは5.7mL/g、更に好ましくは5.5mL/g、更に好ましくは4.7mL/g、更に好ましくは4.5mL/g以下である。
[1−9]真比重
本発明のイオン交換樹脂は、真比重を低めにするほうが好ましい。真比重が低めのイオン交換樹脂は、粒子内の空隙が大きくなるので粒内拡散性の良い構造となり、コロイド微粒子の捕捉速度や捕捉量が増加して好ましい。なお、真比重が小さすぎると、処理液との比重差が小さくなり、液中で浮遊しやすくなる傾向にある。
The preferred range of the degree of swelling is usually 4.3 mL / g or more, preferably 4.5 mL / g or more, more preferably 4.7 mL / g or more, and usually 6 mL / g or less, preferably 5.7 mL / g, More preferably, it is 5.5 mL / g, More preferably, it is 4.7 mL / g, More preferably, it is 4.5 mL / g or less.
[1-9] True specific gravity
The ion exchange resin of the present invention preferably has a lower true specific gravity. An ion exchange resin having a low true specific gravity is preferable because the voids in the particles are large and a structure having good intra-particle diffusibility is obtained, and the capturing speed and amount of colloidal fine particles are increased. If the true specific gravity is too small, the specific gravity difference from the treatment liquid becomes small and tends to float in the liquid.

真比重を低めに調整するための方法は、公知の方法が用いられる。その一例は、交換容量の導入量を低めにすることである。また、イオン交換樹脂の粒子の表面性状を制御することにより真比重を調整することも可能である。
真比重の好ましい範囲は、該イオン交換樹脂を水中で使用する場合は、通常1.00以上、好ましくは1.01以上、更に好ましくは1.02以上、また、通常5.0以下、好ましくは2.0以下、更に好ましくは1.05以下である。なお、水以外の液体中で使用する場合は、該液体の比重よりも大きい真比重が好ましい。水以外の液体中での好ましい真比重は、該液体の比重よりも通常プラス0.01以上、好ましくはプラス0.02以上、また、通常、プラス4.0以下、好ましくはプラス1.0以下、更に好ましくはプラス0.05以下である。
A known method is used as a method for adjusting the true specific gravity to be low. One example is to reduce the amount of exchange capacity introduced. It is also possible to adjust the true specific gravity by controlling the surface properties of the ion exchange resin particles.
When the ion exchange resin is used in water, the preferable range of the true specific gravity is usually 1.00 or more, preferably 1.01 or more, more preferably 1.02 or more, and usually 5.0 or less, preferably 2.0 or less, more preferably 1.05 or less. In addition, when using in liquids other than water, true specific gravity larger than the specific gravity of this liquid is preferable. The preferred true specific gravity in a liquid other than water is usually plus 0.01 or more, preferably plus 0.02 or more, and usually plus 4.0 or less, preferably plus 1.0 or less than the specific gravity of the liquid. More preferably, it is plus 0.05 or less.

なお、本発明のイオン交換樹脂の真比重は、使用する液体の比重よりも低くても好ましい。その場合、イオン交換樹脂は該液体中で浮遊するので、その対策として上向流で通液する方法などの公知の方法をとることができる。
<真比重の測定法>
乾燥した温度計付きピクノメーターの重量を測定する(この重量を「Ag」とする)。
次にピクノメーターに樹脂を約1/3程度入れて全体の重量を測定する(この重量を「Bg」とする)。
In addition, it is preferable even if the true specific gravity of the ion exchange resin of this invention is lower than the specific gravity of the liquid to be used. In that case, since the ion exchange resin floats in the liquid, a known method such as a method of flowing in an upward flow can be used as a countermeasure.
<Measurement method of true specific gravity>
The dried pycnometer with thermometer is weighed (this weight is referred to as “Ag”).
Next, about 1/3 of the resin is put into a pycnometer and the whole weight is measured (this weight is referred to as “Bg”).

同ピクノメーターに脱塩水を充たし、25℃にセットした恒温槽に浸す。内温が25℃になったら注射器にて標線まで水を抜き出して栓をし、恒温槽から取り出し、ピクノメーターの外側の水分を拭き取り、重量をはかる(この重量を「Cg」とする)。
次に同ピクノメーターの樹脂及び脱塩水を抜き出し、脱塩水のみを入れて恒温槽に浸し、25℃になったら注射器にて標線まで水を抜き出して栓をし、恒温槽から取り出す。ピクノメーターの外側の水分を拭き取り、重量をはかる(この重量を、以下、「Dg」とする)。
The pycnometer is filled with demineralized water and immersed in a thermostat set at 25 ° C. When the internal temperature reaches 25 ° C., water is drawn out to the marked line with a syringe, stoppered, taken out from the thermostatic bath, wiped off the water outside the pycnometer, and weighed (this weight is referred to as “Cg”).
Next, the resin and demineralized water of the pycnometer are extracted, and only demineralized water is added and immersed in a thermostatic bath. When the temperature reaches 25 ° C., the water is drawn to the marked line with a syringe, stoppered, and taken out from the thermostatic bath. The moisture outside the pycnometer is wiped off and weighed (this weight is hereinafter referred to as “Dg”).

真比重は、次式により算出することができる。
真比重=(B−A)×DW/((D−A)+(B−A)−(C−A))
DW:25℃における脱塩水の密度
[1−8]懸濁性金属腐蝕生成物除去効果
本発明のアニオン交換樹脂は、下記懸濁性金属腐蝕生成物除去試験で測定された懸濁性金属腐蝕生成物のDF値が、通液開始後90分後において2以上、好ましくは10以上、更に好ましくは20以上である。また、通常1000以下、好ましくは500以下、更に好ましくは400以下である。
The true specific gravity can be calculated by the following equation.
True specific gravity = (B−A) × DW / ((D−A) + (B−A) − (C−A))
DW: Demineralized water density at 25 ° C
[1-8] Suspension metal corrosion product removal effect
In the anion exchange resin of the present invention, the DF value of the suspending metal corrosion product measured by the following suspending metal corrosion product removal test is 2 or more, preferably 10 or more 90 minutes after the start of liquid flow, More preferably, it is 20 or more. Moreover, it is 1000 or less normally, Preferably it is 500 or less, More preferably, it is 400 or less.

前記DF値は、カラムの入り口における除去対象物質の濃度をカラム出口における除去対象物質の濃度で割ったものである。下記懸濁性金属腐蝕生成物除去試験の項に記載の方法が好適に用いられる。
DF値が小さすぎると、カラムの入り口から出口に至るまでの間に除去対象物質が除去されずにカラム出口から漏れ出てくる傾向にある。DF値が大きすぎると、カラム入り口における除去対象物質の濃度が高すぎる可能性がある。
The DF value is obtained by dividing the concentration of the substance to be removed at the inlet of the column by the concentration of the substance to be removed at the outlet of the column. The method described in the section of the following suspension metal corrosion product removal test is preferably used.
If the DF value is too small, the substance to be removed tends to leak from the column outlet without being removed from the column inlet to the outlet. If the DF value is too large, the concentration of the removal target substance at the column inlet may be too high.

<懸濁性金属腐蝕生成物除去試験>
内径20mmのカラムに、充填高さ200mmとなるようにアニオン交換樹脂を詰め、マグネタイト(Fe3O4)粒子(例えば、高純度化学研究所(株)製、平均径1.4μm、分布0.5〜3μm)を10ppmの濃度で分散させた懸濁水を300mL/分の流速で通水する。通水開始後所定時間ごとにカラム入り口および出口の水を採取し、王水を加えてマグネタイトを溶解して鉄の濃度をICP−MS法で定量する。
<Suspension metal corrosion product removal test>
An anion exchange resin is packed into a column with an inner diameter of 20 mm so that the packing height is 200 mm, and magnetite (Fe 3 O 4) particles (for example, manufactured by High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd., average diameter 1.4 μm, distribution 0.5 to 3 μm). ) Is dispersed at a flow rate of 300 mL / min. Water at the column inlet and outlet is collected every predetermined time after the start of water flow, aqua regia is added to dissolve the magnetite, and the iron concentration is quantified by ICP-MS method.

下記式によってDF値を算出する。
DF=カラム入り口のFe濃度/カラム出口のFe濃度
[1−9]強度
本発明のアニオン交換樹脂は、前述のように、機械的強度が大きく、アニオン交換樹脂の破砕片による微粒子や濁質・溶出物を低減し、脱塩塔の混床樹脂層の汚染も少なく、高純度の復水脱塩処理を実施できる。
The DF value is calculated by the following formula.
DF = Fe concentration at the column inlet / Fe concentration at the column outlet
[1-9] Strength
As described above, the anion exchange resin of the present invention has high mechanical strength, reduces fine particles and turbidity / eluate due to the fragment of the anion exchange resin, and is less contaminated with the mixed bed resin layer of the desalting tower, High-purity condensate desalination can be performed.

イオン交換樹脂の強度は、下記振とう後濁度試験で測定される濁度で評価することができる。この振とう後濁度試験の方法は、水に漬けた状態のイオン交換樹脂を一定時間振とうした後の上澄み水の濁度を測定するものである。この方法で測定された濁度が小さいほどイオン交換樹脂の強度は大きいことになる。
即ち、本発明のアニオン交換樹脂は、下記振とう後濁度試験で測定された濁度が通常1,000ppm以下、好ましくは150ppm以下、更に好ましくは100ppm以下、特に好ましくは50ppm以下、とりわけ好ましくは45ppm以下、特に好ましくは15ppm以下である。また、通常0.0001ppm以上、好ましくは0.001ppm以上、更に好ましくは0.01ppm以上である。
The strength of the ion exchange resin can be evaluated by the turbidity measured by the following turbidity test after shaking. This method of turbidity test after shaking is to measure the turbidity of the supernatant water after shaking the ion exchange resin soaked in water for a certain period of time. The smaller the turbidity measured by this method, the greater the strength of the ion exchange resin.
That is, the anion exchange resin of the present invention has a turbidity measured by the following shaking turbidity test of usually 1,000 ppm or less, preferably 150 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, particularly preferably 50 ppm or less, particularly preferably. 45 ppm or less, particularly preferably 15 ppm or less. Moreover, it is 0.0001 ppm or more normally, Preferably it is 0.001 ppm or more, More preferably, it is 0.01 ppm or more.

なお、濁度を測定する樹脂の塩形は、樹脂の実際の使用条件に合わせて測定するものとする。例えば、本発明のアニオン交換樹脂の場合はOH形である。
また、イオン交換樹脂の強度は、以下のようにして測定することができる。
<振とう後濁度除去試験>
イオン交換樹脂10mL相当量をフラスコに量り取り、超純水を100mLとなるように加え、栓をして40℃に保った恒温槽で100rpmで20時間振とうする。その後、上澄み水を採取し、積分球式濁度測定器(例えば、三菱化学製積分球式濁度測定器)で濁度(ppm)を測定する。
The salt form of the resin for measuring turbidity is measured according to the actual use conditions of the resin. For example, the anion exchange resin of the present invention is in the OH form.
Moreover, the intensity | strength of an ion exchange resin can be measured as follows.
<Turbidity removal test after shaking>
Weigh the equivalent of 10 mL of ion exchange resin into a flask, add ultrapure water to 100 mL, cap and shake at 100 rpm for 20 hours in a thermostatic bath kept at 40 ° C. Thereafter, supernatant water is collected, and turbidity (ppm) is measured with an integrating sphere turbidity measuring device (for example, an integrating sphere turbidity measuring device manufactured by Mitsubishi Chemical).

[1−10]圧力損失
イオン交換樹脂の水力学的性質の一つに圧力損失がある。圧力損失は、イオン交換樹脂塔に通液したときの、塔入り口と塔出口との圧力の差であり、粒径の2乗に反比例することが知られている(三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンI基礎編」第14版(平成11年9月1日)第45頁)。
[1-10] Pressure loss One of the hydraulic properties of the ion exchange resin is pressure loss. The pressure loss is the difference in pressure between the tower inlet and the tower outlet when passing through the ion exchange resin tower, and is known to be inversely proportional to the square of the particle size (Mitsubishi Chemical Corporation ion exchange resin). Issued by Division, “Diaion I Fundamentals”, 14th edition (September 1, 1999, p. 45).

本発明のアニオン交換樹脂は、同一粒径、同一流速、同一層高で比較したとき、従来のイオン交換樹脂よりも圧力損失が大きい。圧力損失が大きくなるほど、樹脂層の濾材抵抗が大きくなるので、除去対象のコロイド粒子の捕集性能も上がる傾向にある。
即ち、本発明のアニオン交換樹脂は、下記圧力損失試験で測定された圧力損失が、従来のイオン交換樹脂(ゲル形イオン交換樹脂、例えば混床イオン交換樹脂である(登録商標)ダイヤイオンSMN1)の通常1.05倍以上、好ましくは1.1倍以上、更に好ましくは1.5倍以上である。また圧力損失の上限は、通常10倍以下、好ましくは5倍以下、さらに好ましくは3倍以下である。
The anion exchange resin of the present invention has a larger pressure loss than the conventional ion exchange resin when compared with the same particle size, the same flow rate, and the same layer height. As the pressure loss increases, the filter medium resistance of the resin layer increases, so that the collection performance of the colloidal particles to be removed tends to increase.
That is, the anion exchange resin of the present invention has a pressure loss measured in the following pressure loss test, which is a conventional ion exchange resin (gel ion exchange resin, for example, mixed bed ion exchange resin (registered trademark) Diaion SMN1). Is usually 1.05 times or more, preferably 1.1 times or more, more preferably 1.5 times or more. The upper limit of the pressure loss is usually 10 times or less, preferably 5 times or less, more preferably 3 times or less.

本発明のイオン交換樹脂層の圧力損失は従来よりも大きくなり、通液抵抗が大きくなるが、通常は既存のイオン交換樹脂塔の設計上の許容範囲内であり、とくに問題となるものではない。例えば、後述の[4−1]に記載するような用途においては、既存の混床イオン交換樹脂層の一部を本発明のアニオン交換樹脂に置き換えて積層するので、圧力損失が既存のイオン交換樹脂塔の許容範囲に収まるように本発明のアニオン交換樹脂の積層割合を決めることも可能である。   Although the pressure loss of the ion exchange resin layer of the present invention is larger than before and the liquid flow resistance is increased, it is usually within the allowable range in the design of the existing ion exchange resin tower and is not particularly problematic. . For example, in applications such as those described in [4-1], which will be described later, since a part of the existing mixed bed ion exchange resin layer is replaced with the anion exchange resin of the present invention and laminated, the pressure loss is the existing ion exchange. It is also possible to determine the lamination ratio of the anion exchange resin of the present invention so as to be within the allowable range of the resin tower.

圧力損失は、以下のようにして測定することができる。
<圧力損失測定方法>
直径20mmのジャケット付きガラスカラムにイオン交換樹脂157mL相当量を詰め、液体を下降流で通液し、カラムの入り口と出口との圧力を測定する。圧力損失は、次式のように、カラム入り口と出口との圧力差をイオン交換樹脂の層高1mあたりに換算して算出する。
圧力損失(MPa/m-bed)=(カラム入り口圧力−カラム出口圧力)/(イオン交換樹脂の
層高)
[1−11]吸着帯
コロイド粒子懸濁液をイオン交換樹脂カラムに通液する際、コロイド粒子はカラムの上層から捕捉され吸着帯を形成する。コロイド粒子の捕捉能は、その吸着帯が長いと弱いことを意味する。逆に吸着帯が短いと、コロイド粒子の捕捉能が良好であることを意味する。
The pressure loss can be measured as follows.
<Pressure loss measurement method>
A jacketed glass column with a diameter of 20 mm is filled with an amount equivalent to 157 mL of ion exchange resin, the liquid is passed in a downward flow, and the pressure at the inlet and outlet of the column is measured. The pressure loss is calculated by converting the pressure difference between the column inlet and the outlet per 1 m of layer height of the ion exchange resin, as in the following equation.
Pressure loss (MPa / m-bed) = (Column inlet pressure-Column outlet pressure) / (Layer height of ion exchange resin)
[1-11] Adsorption zone When the colloid particle suspension is passed through the ion exchange resin column, the colloid particles are captured from the upper layer of the column to form an adsorption zone. The capturing ability of colloidal particles means that the adsorption band is long and weak. On the contrary, if the adsorption zone is short, it means that the capturing ability of the colloidal particles is good.

本発明のイオン交換樹脂は、コロイド粒子の捕捉能力に優れているので、コロイド粒子の吸着帯は短く、カラムの上層部で効果的に捕捉される。
吸着帯は、以下のようにして測定することができる。
<吸着帯の評価方法>
イオン交換樹脂をカラムの上部、中部、および下部に設けたサンプリング口より液を採取して、カラム内のコロイダル粒子濃度を測定することによって評価することができる。
Since the ion exchange resin of the present invention is excellent in the ability to capture colloidal particles, the adsorption zone of the colloidal particles is short and is effectively captured at the upper layer of the column.
The adsorption band can be measured as follows.
<Adsorption zone evaluation method>
Evaluation can be made by collecting the liquid from sampling ports provided at the upper, middle and lower portions of the ion exchange resin and measuring the colloidal particle concentration in the column.

内径20mmのカラムに、充填高さ200mmとなるようにアニオン交換樹脂を詰め、マグネタイト(Fe3O4)粒子(例えば、高純度化学研究所(株)製、平均径1.4μm、分布0.5〜3μm)を10ppmの濃度で分散させた懸濁水を300mL/minの流速で通水する。通水開始後90分後のカラム入り口およびカラム中央部、カラム出口の水をそれぞれ採取し、王水を加えてマグネタイトを溶解して鉄の濃度をICP−MS法で定量する。   An anion exchange resin is packed into a column with an inner diameter of 20 mm so that the packing height is 200 mm, and magnetite (Fe 3 O 4) particles (for example, manufactured by High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd., average diameter 1.4 μm, distribution 0.5 to 3 μm). ) Is dispersed at a flow rate of 300 mL / min. The water at the column inlet, the center of the column, and the column outlet 90 minutes after the start of water flow is collected, aqua regia is added to dissolve the magnetite, and the iron concentration is quantified by ICP-MS method.

[1−12]粒度分布
粒度分布の測定法は、前述の重量平均粒子径測定法で得られた結果を用い、420〜1190μm(16〜40メッシュ)の粒度の割合、420μm以下の割合、1190μm以上の割合をそれぞれ内挿法で算出する。
本発明のイオン交換樹脂は、420μm以下の割合が、通常10%以下、好ましくは5%以下、更に好ましくは1%以下である。1190μm以上の割合は、通常10%以下、好ましくは5%以下、更に好ましくは1%以下である。
[1-12] Particle size distribution The particle size distribution is measured by using the result obtained by the weight average particle size measurement method described above. The particle size ratio is 420 to 1190 μm (16 to 40 mesh), the ratio is 420 μm or less, and 1190 μm. Each of the above ratios is calculated by interpolation.
In the ion exchange resin of the present invention, the ratio of 420 μm or less is usually 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 1% or less. The ratio of 1190 μm or more is usually 10% or less, preferably 5% or less, and more preferably 1% or less.

上記粒度分布を有する本発明のアニオン交換樹脂は、例えば既知の分級方法により得られる。分級法としては、篩による分別、水流を用いる水篩、気流を用いる風篩などが利用できる。
小さい粒子の割合が増加すると、コロイド微粒子の除去性能が向上する傾向にあるが、カラムに充填したときの圧力損失が大きくなる傾向にある。一方、大きい粒子の割合が増加すると、コロイド微粒子の除去性能が低下する傾向にあるが、カラムに充填したときの圧力損失は低減する傾向にある。従って、用途に応じて所望の特性のものが得られるよう、適宜、粒度分布を調整することが好ましい。
The anion exchange resin of the present invention having the above particle size distribution can be obtained by, for example, a known classification method. As the classification method, classification using a sieve, a water sieve using a water stream, a wind sieve using an air stream, and the like can be used.
Increasing the proportion of small particles tends to improve the performance of removing colloidal fine particles, but tends to increase the pressure loss when packed in a column. On the other hand, when the ratio of large particles increases, the removal performance of colloidal particles tends to decrease, but the pressure loss when packed in a column tends to decrease. Therefore, it is preferable to appropriately adjust the particle size distribution so that the desired characteristics can be obtained according to the application.

[1−13]SEMおよびEPMA像観察
SEM/EPMA像観察は、前記[1−8]懸濁性金属腐蝕生成物除去効果に記載の懸濁性金属腐蝕生成物除去試験を行なったあと、イオン交換樹脂をカラムより取り出して、その表面のSEMおよびEPMA観察を行い、マグネタイト粒子の付着状態を観察する。
本発明のアニオン交換樹脂は、SEMおよびEPMA像観察において、細くされたマグネタイト粒子は樹脂表面の凹部分に入り込み、その入り込んだ粒子を核に粒子同士が繋がった集団状態で観察される特徴がある。
[1-13] SEM and EPMA image observation SEM / EPMA image observation is performed after the suspension metal corrosion product removal test described in [1-8] Suspension metal corrosion product removal effect is performed. The exchange resin is taken out of the column, and the surface is observed with SEM and EPMA to observe the adhesion state of the magnetite particles.
The anion exchange resin of the present invention is characterized in that, in SEM and EPMA image observation, the thinned magnetite particles enter into the concave portion of the resin surface, and are observed in a collective state in which the particles are connected to each other through the entering particles. .

[2]アニオン交換樹脂の製造方法
本発明の第1のイオン交換樹脂が、アニオン交換樹脂である場合、下記(a)〜(c)の工程を含むことを特徴とする製法(以下、「第1の本発明の製造方法」と称する場合がある。)により製造されることが好ましい。
(a)モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物を共重合させる際、多孔質化剤を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり100重量%以上添加して架橋共重合体を得る工程。
(b)(a)で得た架橋共重合体を、ハロアルキル基導入率70%以下となるようにハロアルキル化する工程。
(c)(b)で得たハロアルキル化された架橋共重合体を、アミン化合物と反応させる工程。
[2] Method for producing anion exchange resin When the first ion exchange resin of the present invention is an anion exchange resin, it comprises the following steps (a) to (c): It may be referred to as “1. Manufacturing method of the present invention”).
(A) When copolymerizing a mixture of a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer, a porosifying agent is added in an amount of 100% by weight or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. To obtain a crosslinked copolymer.
(B) A step of haloalkylating the crosslinked copolymer obtained in (a) so that the haloalkyl group introduction rate is 70% or less.
(C) A step of reacting the haloalkylated crosslinked copolymer obtained in (b) with an amine compound.

また、前記(a)において、多孔質化剤の添加量を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり105重量%以上とし、かつ、前記(b)において、ハロアルキル基導入率を50%以下とすると、前記モノビニル芳香族モノマーと
架橋性芳香族モノマーとの共重合の際に、細孔容積の大きな多孔質架橋ポリマーが得られる利点がある。加えて、ハロアルキル基導入の際に、細孔容積を大きく保った状態で、かつ樹脂強度も確保したままハロアルキル基が導入される傾向にあるため、好ましい。
In addition, in (a), the addition amount of the porosifying agent is 105% by weight or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer, and in (b), a haloalkyl group is introduced. When the ratio is 50% or less, there is an advantage that a porous crosslinked polymer having a large pore volume can be obtained in the copolymerization of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. In addition, the introduction of the haloalkyl group is preferable because the haloalkyl group tends to be introduced while maintaining a large pore volume and ensuring the resin strength.

また、必要に応じて、(a)工程と(b)工程の間に下記(d)の工程を有していても良い。
(d)下記式(I)で示される溶出性化合物の含有量を、モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマー架橋共重合体1gに対して、1000μg以下とする工程
Moreover, you may have the following process (d) between the (a) process and the (b) process as needed.
(D) A step of setting the content of the eluting compound represented by the following formula (I) to 1000 μg or less with respect to 1 g of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer crosslinked copolymer.

Figure 2010042395
Figure 2010042395

(式(I)中、Zは、水素原子またはアルキル基を示す。lは自然数を示す。)
また、必要に応じて、(b)工程と(c)工程の間に下記(e)工程を有していても良い。
(e)ハロアルキル化された架橋共重合体から、下記式(II)で示される溶出性化合物を除去する工程
(In the formula (I), Z represents a hydrogen atom or an alkyl group. L represents a natural number.)
Moreover, you may have the following (e) process between the (b) process and the (c) process as needed.
(E) A step of removing the eluting compound represented by the following formula (II) from the haloalkylated crosslinked copolymer

Figure 2010042395
Figure 2010042395

(式(II)中、Xは、水素原子、ハロゲン原子、またはハロゲン原子で置換されていても良いアルキル基を示す。Yは、ハロゲン原子を示す。m、nはそれぞれ独立に自然数を示す。)
また、第2、及び第3の本発明のイオン交換樹脂がアニオン交換樹脂である場合は、下記(a’)〜(d’)の工程を含むことを特徴とする方法(以下、「第2の本発明の製造方法」と称する場合がある。)により製造されることが好ましい。
(a’)モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーを共重合させる際、多孔質化剤を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり80%以上添加して架橋共重合体を得る工程
(d’)下記式(I)で示される溶出性化合物の含有量を、モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマー架橋共重合体1gに対して、1000μg以下とする工程
(In formula (II), X represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group which may be substituted with a halogen atom. Y represents a halogen atom. M and n each independently represent a natural number. )
In the case where the ion exchange resins of the second and third inventions are anion exchange resins, the method includes the following steps (a ′) to (d ′) (hereinafter referred to as “second”). It may be referred to as “the production method of the present invention”).
(A ′) When copolymerizing a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer, a porosifying agent is added in an amount of 80% or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. Step of obtaining a polymer
(D ′) a step of setting the content of the eluting compound represented by the following formula (I) to 1000 μg or less with respect to 1 g of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer crosslinked copolymer.

Figure 2010042395
Figure 2010042395

(式(I)中、Zは、水素原子またはアルキル基を示す。lは自然数を示す。)
(b’)(d’)で得た溶出性化合物を減少させた架橋共重合体を、ハロアルキル基導入率85%以下でハロアルキル化する工程。
(c’)で得たハロアルキル化された架橋共重合体を、アミン化合物と反応させる工程。
以下、第1の本発明の製造方法と第2の本発明の製造方法とを総称して本発明の製造方法と称することとし、共通の工程の内容については、共通事項として説明する。即ち、(a)及び(a’)の工程を(a)工程、(b)及び(b’)の工程を(b)工程、(c)及び(c’)の工程を(c)工程、(d)及び(d’)の工程を(d)工程として、共通事項を併せて説明する。
(In the formula (I), Z represents a hydrogen atom or an alkyl group. L represents a natural number.)
(B ′) A step of haloalkylating the crosslinked copolymer obtained by reducing the eluting compound obtained in (d ′) at a haloalkyl group introduction rate of 85% or less.
A step of reacting the haloalkylated crosslinked copolymer obtained in (c ′) with an amine compound.
Hereinafter, the manufacturing method of the first invention and the manufacturing method of the second invention will be collectively referred to as the manufacturing method of the invention, and the contents of the common steps will be described as common matters. That is, the steps (a) and (a ′) are the steps (a), the steps (b) and (b ′) are the steps (b), the steps (c) and (c ′) are the steps (c), The steps (d) and (d ′) will be described as step (d), and common items will be described together.

[2−1](a)モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとを共重合させて架橋共重合体を得る工程
本発明に係るモノビニル芳香族モノマーとしては、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン等のアルキル置換スチレン類、ブロモスチレン等のハロゲン置換スチレン類が挙げられる。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。このうち、スチレンまたはスチレンを主体とするモノマーが好ましい。
[2-1] (a) Step of obtaining a cross-linked copolymer by copolymerizing a monovinyl aromatic monomer and a cross-linkable aromatic monomer
Examples of the monovinyl aromatic monomer according to the present invention include alkyl-substituted styrenes such as styrene, methylstyrene, and ethylstyrene, and halogen-substituted styrenes such as bromostyrene. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, styrene or a monomer mainly composed of styrene is preferable.

また、架橋性芳香族モノマーとしてはジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルナフタレン、ジビニルキシレン、ジビニルビフェニル、ビス(ビニルフェニル)メタン、ビス(ビニルフェニル)エタン、ビス(ビニルフェニル)プロパン、ビス(ビニルフェニル)ブタン等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。このうち、ジビニルベンゼンが好ましい。   Cross-linkable aromatic monomers include divinylbenzene, trivinylbenzene, divinyltoluene, divinylnaphthalene, divinylxylene, divinylbiphenyl, bis (vinylphenyl) methane, bis (vinylphenyl) ethane, bis (vinylphenyl) propane, bis And (vinylphenyl) butane. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, divinylbenzene is preferred.

工業的に製造されるジビニルベンゼンは、通常副生物であるエチルビニルベンゼン(エチルスチレン)を多量に含有しているが、本発明においてはこのようなジビニルベンゼンも使用できる。
架橋性芳香族モノマーの使用量としては、通常全モノマー重量に対して0.5〜30重量%、好ましくは2.5〜12重量%、更に好ましくは4〜10重量%である。架橋性芳香族モノマーの使用量が多く、架橋度が高くなるほど、得られるアニオン交換樹脂の耐酸化性が向上する傾向にある。一方、架橋度が高すぎると、後工程で溶出性オリゴマーの水洗除去が不完全となりやすい。なお、後段の(b)ハロアルキル化工程において、ハロアルキル化の転化率を下げる工程を実施する場合は、ハロアルキル化の副反応としての後架橋反応も抑制されるので、それを補完するために重合時の架橋性芳香族モノマーの添加量を増加させる方法も好適に使用される。
Industrially produced divinylbenzene usually contains a large amount of by-product ethyl vinylbenzene (ethyl styrene), but such divinylbenzene can also be used in the present invention.
The amount of the crosslinkable aromatic monomer used is usually 0.5 to 30% by weight, preferably 2.5 to 12% by weight, more preferably 4 to 10% by weight, based on the total monomer weight. As the amount of the crosslinkable aromatic monomer used increases and the degree of crosslinking increases, the oxidation resistance of the resulting anion exchange resin tends to improve. On the other hand, when the degree of crosslinking is too high, the leaching oligomers are easily removed by water washing in the subsequent step. In addition, in the latter stage (b) haloalkylation step, when the step of reducing the conversion rate of haloalkylation is carried out, the post-crosslinking reaction as a side reaction of haloalkylation is also suppressed. A method of increasing the addition amount of the crosslinkable aromatic monomer is also preferably used.

モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの共重合反応は、ラジカル重合開始剤を用いて公知の技術に基づいて行うことができる。
ラジカル重合開始剤としては、過酸化ジベンゾイル、過酸化ラウロイル、t−ブチルハイドロパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル等の1種又は2種以上が用いられ、通常、全モノマー重量に対して0.05重量%以上、5重量%以下で用いられる。
The copolymerization reaction of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer can be performed based on a known technique using a radical polymerization initiator.
As the radical polymerization initiator, one kind or two or more kinds such as dibenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, azobisisobutyronitrile are used. It is used in a range of 05% by weight to 5% by weight.

重合様式は、特に限定されるものではなく、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等の種々の
様式で重合を行うことができるが、このうち均一なビーズ状の共重合体が得られる懸濁重合法が好ましく採用される。懸濁重合法は、一般にこの種の共重合体の製造に使用される溶媒、分散安定剤等を用い、公知の反応条件を選択して行うことができる。
なお、共重合反応における重合温度は、通常、室温(約18℃〜25℃)以上、好ましくは40℃以上、さらに好ましくは70℃以上であり、通常250℃以下、好ましくは150℃以下、更に好ましくは140℃以下である。重合温度が高すぎると解重合が併発し重合完結度がかえって低下する。重合温度が低すぎると重合完結度が不十分となる。
The polymerization mode is not particularly limited, and the polymerization can be carried out in various modes such as solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, etc. Among them, suspension in which a uniform bead-shaped copolymer can be obtained. A polymerization method is preferably employed. The suspension polymerization method can be carried out by selecting a known reaction condition using a solvent, a dispersion stabilizer or the like generally used for the production of this type of copolymer.
The polymerization temperature in the copolymerization reaction is usually room temperature (about 18 ° C. to 25 ° C.) or more, preferably 40 ° C. or more, more preferably 70 ° C. or more, and usually 250 ° C. or less, preferably 150 ° C. or less. Preferably it is 140 degrees C or less. If the polymerization temperature is too high, depolymerization occurs at the same time, and the degree of polymerization completion is lowered. If the polymerization temperature is too low, the degree of polymerization completion will be insufficient.

また、重合雰囲気は、空気下もしくは不活性ガス下で実施可能であり、不活性ガスとしては窒素、二酸化炭素、アルゴン等が使用できる。
また、特開2006−328290号公報に記載の重合法も好適に使用できる。
また、均一粒径の架橋共重合体を得る公知の方法も好適に使用できる。
例えば特願2000−219991号公報、特願2000−111587号公報、特開昭57−102905号公報、特開平3−249931号公報の方法が好適に使用できる。
The polymerization atmosphere can be carried out under air or under an inert gas, and nitrogen, carbon dioxide, argon or the like can be used as the inert gas.
Moreover, the polymerization method described in JP-A-2006-328290 can also be suitably used.
Moreover, the well-known method of obtaining the crosslinked copolymer of a uniform particle size can also be used conveniently.
For example, the methods disclosed in Japanese Patent Application Nos. 2000-219991, 2000-1111587, 57-102905, and 3-249931 can be preferably used.

本工程に用いる多孔質化剤としては、前記モノマー混合物には溶解するが前記共重合体は膨潤しない物質(以下、「貧溶媒」と称する場合がある。)、あるいは、前記モノマー混合物に溶解し、前記共重合体を膨潤する物質(以下、「良溶媒」と称する場合がある。)を用いることができる。
前記モノマー混合物には溶解するが前記共重合体は膨潤しない物質としては、具体的には、非水溶性の有機化合物を用いることができる。非水溶性の有機化合物としては、直鎖または分岐の炭化水素、直鎖または分岐の非水溶性のアルコール類、ポリマー、コポリマーなどが挙げられる。直鎖または分岐の炭化水素としては、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、イソオクタン、ガソリン、ミネラルオイル、トルエン、ベンゼン、キシレン、ジエチルベンゼン、クロロベンゼンなどを挙げることができる。また、非水溶性のアルコール類としては、炭素数4以上でアルキル鎖が直鎖または分岐のアルコールを挙げることができ、例えばn−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、オクタノール、メチルイソブチルカルビノールなどが挙げられる。ポリマーとしては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。また、ブロックコポリマーも使用することができる。
The porosifying agent used in this step is a substance that dissolves in the monomer mixture but does not swell the copolymer (hereinafter sometimes referred to as “poor solvent”), or is dissolved in the monomer mixture. A substance that swells the copolymer (hereinafter sometimes referred to as “good solvent”) can be used.
Specifically, a water-insoluble organic compound can be used as the substance that dissolves in the monomer mixture but does not swell the copolymer. Examples of the water-insoluble organic compound include linear or branched hydrocarbons, linear or branched water-insoluble alcohols, polymers and copolymers. Examples of the linear or branched hydrocarbon include pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, dodecane, isooctane, gasoline, mineral oil, toluene, benzene, xylene, diethylbenzene, and chlorobenzene. Examples of water-insoluble alcohols include alcohols having 4 or more carbon atoms and linear or branched alkyl chains, such as n-butanol, s-butanol, t-butanol, pentanol, hexanol, and octanol. And methyl isobutyl carbinol. Examples of the polymer include polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane and the like. Block copolymers can also be used.

多孔質化剤は、重合が終わったあとの除去しやすさの観点、あるいはコストの観点からメチルイソブチルカルビノールやイソオクタンを用いるのが好ましい。本発明の場合、ポリスチレンを溶かさない溶媒(貧溶媒)であるイソオクタンやヘプタンを使うことが目標の細孔形成に好都合である。
なお、貧溶媒を多孔質化剤として使用する場合の添加量は、従来の多孔質イオン交換樹脂の製造においては重合性モノマー(スチレンとかジビニルベンゼンなど)に対して通常75%程度が限界であった。一方、本発明のアニオン交換樹脂においては、重合時の分散安定剤として酢酸ビニルの重合等で使われているグラフト変性型ポリビニルアルコール(PVA)を使用し、より多量の多孔質化剤を添加できることを見出した。かかるグラフト変性型PVAは、モノマーの表面にグラフト結合する官能基を有するため、重合時のモノマー液滴を保護する能力が高く、それゆえに多孔質化剤を多量に加えても安定に重合できると考えられる。
As the porosifying agent, it is preferable to use methyl isobutyl carbinol or isooctane from the viewpoint of easy removal after the polymerization is completed or from the viewpoint of cost. In the case of the present invention, use of isooctane or heptane, which is a solvent that does not dissolve polystyrene (poor solvent), is convenient for target pore formation.
In addition, the amount of addition when a poor solvent is used as a porous agent is usually about 75% with respect to a polymerizable monomer (such as styrene or divinylbenzene) in the production of conventional porous ion exchange resins. It was. On the other hand, in the anion exchange resin of the present invention, a graft-modified polyvinyl alcohol (PVA) used in the polymerization of vinyl acetate or the like is used as a dispersion stabilizer during polymerization, and a larger amount of a porosifying agent can be added. I found. Since such graft-modified PVA has a functional group that is graft-bonded to the surface of the monomer, it has a high ability to protect monomer droplets during polymerization, and therefore can be stably polymerized even if a large amount of a porous agent is added. Conceivable.

また、前記モノマー混合物には溶解し、かつ前記共重合体を膨潤する物質(良溶媒)としては、具体的には、芳香族炭化水素、トルエン、キシレン(オルト、メタ、パラ)、ベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン、ブロモベンゼン、アニリン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、など、任意の環置換の芳香族炭化水素を用いる
ことができる。また、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタンなど、ハロゲン化炭化水素、溶剤も用いることができる。これらは単独または混合物を使用できる。このような良溶媒を添加する場合、同時にポリマーを添加してやると大孔径の細孔を形成することが可能である。ポリマーしては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどが挙げられる。また、ブロックコポリマーも使用することができる。
Specific examples of substances (good solvents) that dissolve in the monomer mixture and swell the copolymer include aromatic hydrocarbons, toluene, xylene (ortho, meta, para), benzene, and chlorobenzene. Any ring-substituted aromatic hydrocarbon such as dichlorobenzene, nitrobenzene, bromobenzene, aniline, ethylbenzene, diethylbenzene, etc. can be used. Further, halogenated hydrocarbons and solvents such as dichloromethane, chloroform, dichloroethane and the like can also be used. These can be used alone or as a mixture. When such a good solvent is added, pores having a large pore diameter can be formed by simultaneously adding a polymer. Examples of the polymer include polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane and the like. Block copolymers can also be used.

即ち、多孔質化剤は、前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量に対して、通常80%以上、好ましくは90%以上、更に好ましくは100%以上、より好ましくは105重量%以上、特に好ましくは120重量%以上であり、また、通常300%以下、好ましくは、200重量%以下添加する。多孔質化剤が少なすぎると細孔の大きさ、細孔容積、比表面積が小さくなってしまい、多孔質化剤が多すぎると重合性が低下し生産性が下がったり、コストが高騰したり、細孔の大きさ、細孔容積、比表面積が大きくなりすぎたりする。   That is, the porosifying agent is usually 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 100% or more, more preferably 105%, based on the weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. It is added in an amount of not less than wt%, particularly preferably not less than 120 wt%, and usually not more than 300%, preferably not more than 200 wt%. If the amount of the porosifying agent is too small, the pore size, pore volume, and specific surface area will be small. If the amount of the porosifying agent is too large, the polymerizability will be lowered, the productivity will be lowered, and the cost will be increased. The pore size, pore volume, and specific surface area become too large.

[2−2](d)特定構造を有する溶出性化合物の含有量を、架橋共重合体1gに対して1000μg以下とする工程
本発明のアニオン交換樹脂の製造方法は、必要に応じて、[2−1]章で得られた架橋共重合体をハロアルキル化する前に、下記式(I)で示される溶出性化合物の含有量(以下「溶出性化合物(I)」と称す場合がある。)を、架橋共重合体1gに対して1000μg以下、好ましくは500μg以下、より好ましくは100μg以下とする工程を含むことが好ましい。
[2-2] (d) A step of setting the content of the eluting compound having a specific structure to 1000 μg or less with respect to 1 g of the crosslinked copolymer.
The method for producing an anion exchange resin of the present invention includes, if necessary, the inclusion of the eluting compound represented by the following formula (I) before haloalkylation of the crosslinked copolymer obtained in [2-1]. It is preferable to include a step of adjusting the amount (hereinafter sometimes referred to as “eluting compound (I)”) to 1000 μg or less, preferably 500 μg or less, more preferably 100 μg or less with respect to 1 g of the crosslinked copolymer.

Figure 2010042395
Figure 2010042395

(式(I)中、Zは、水素原子またはアルキル基を示す。lは自然数を示す。)
ここで、Zのアルキル基は、通常炭素数1〜8のアルキル基であり、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基であり、さらに好ましくは、メチル基、エチル基である。
ハロアルキル化に供する架橋共重合体中の前記溶出性化合物(I)の含有量が多すぎると、不純物の残存や分解物の発生が抑制された、溶出物の少ないアニオン交換樹脂を得ることができない。該溶出性化合物(I)の含有量は少ない程好ましいが、通常その下限は50μg程度である。
(In the formula (I), Z represents a hydrogen atom or an alkyl group. L represents a natural number.)
Here, the alkyl group of Z is a C1-C8 alkyl group normally, Preferably, they are a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group, More preferably, they are a methyl group and an ethyl group.
When the content of the eluting compound (I) in the cross-linked copolymer to be subjected to haloalkylation is too large, it is impossible to obtain an anion exchange resin with a small amount of the eluting substance in which the remaining of impurities and the generation of decomposition products are suppressed. . The content of the eluting compound (I) is preferably as small as possible, but the lower limit is usually about 50 μg.

なお、本発明に係る前記溶出性化合物(I)とは、モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとを共重合する際に得られる未反応、または反応不十分である副生物である。この溶出性化合物(I)は、製品時におけるイオン交換樹脂の溶出物の原因となるものであり、ポリスチレン換算における重量平均分子量が、通常200以上、好ましくは300以上であり、通常1,000,000以下、好ましくは100,000以下である。例えばスチレン系樹脂の場合、重合不十分の低重合体成分としてスチレンダイマー、スチレントリマー、スチレンオリゴマー等が、遊離重合体成分として線状ポリスチレン、ポリスチレン微粒子等が挙げられる。また重合反応における連鎖移動反応での副生物として、モノマー中に含まれる重合禁止剤の結合した低重合体成分や遊離重合体成分が挙げられる。   The eluting compound (I) according to the present invention is an unreacted or incomplete reaction product obtained when copolymerizing a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer. This eluting compound (I) causes an ion exchange resin eluate at the time of product, and has a weight average molecular weight in terms of polystyrene of usually 200 or more, preferably 300 or more, and usually 1,000,000. 000 or less, preferably 100,000 or less. For example, in the case of a styrene resin, styrene dimer, styrene trimer, styrene oligomer, etc. are mentioned as low polymer components that are insufficiently polymerized, and linear polystyrene, polystyrene fine particles, etc. are mentioned as free polymer components. Moreover, as a by-product in the chain transfer reaction in the polymerization reaction, a low polymer component or a free polymer component to which a polymerization inhibitor contained in the monomer is bonded can be mentioned.

架橋共重合体中の溶出性化合物(I)の含有量は、例えば、[1−7]に記載の溶出量測定法と同様の方法により求めることができる。
本発明に係る(d)工程は、特に、前記(a)工程における重合条件を調整することにより、(a)工程と同時に行ってもよい。また、重合後、得られた架橋共重合体を洗浄することによって溶出性化合物(I)を除去して、溶出性化合物含有量が低減された架橋共重合体を得ることもできる。
The content of the eluting compound (I) in the crosslinked copolymer can be determined, for example, by the same method as the elution amount measuring method described in [1-7].
The step (d) according to the present invention may be performed simultaneously with the step (a) by adjusting the polymerization conditions in the step (a). Further, after the polymerization, the resulting crosslinked copolymer is washed to remove the eluting compound (I), thereby obtaining a crosslinked copolymer with a reduced content of the eluting compound.

前記(a)工程における重合条件を調整することにより、溶出性化合物含有量の少ない架橋共重合体を得る場合、かかる重合条件の調整方法としては、例えば、以下のものが挙げられる。
[2−2−1]重合温度の調整
前述の如く、本発明における共重合反応における重合温度が高すぎると解重合が併発し重合完結度がかえって低下し、逆に、重合温度が低すぎると重合完結度が不十分となり、溶出性化合物含有量の少ない架橋共重合体を得ることができない。従って、モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの重合温度は、室温(約18℃〜25℃)以上、好ましくは40℃以上、さらに好ましくは70℃以上250℃以下、好ましくは150℃以下、更に好ましくは140℃以下の範囲で適宜調整する。
In the case of obtaining a cross-linked copolymer having a low content of the eluting compound by adjusting the polymerization conditions in the step (a), examples of the method for adjusting the polymerization conditions include the following.
[2-2-1] Adjustment of polymerization temperature
As described above, if the polymerization temperature in the copolymerization reaction in the present invention is too high, depolymerization occurs at the same time, and the degree of completion of polymerization is lowered. On the contrary, if the polymerization temperature is too low, the degree of completion of polymerization becomes insufficient, and the eluting compound A crosslinked copolymer with a low content cannot be obtained. Accordingly, the polymerization temperature of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer is room temperature (about 18 ° C. to 25 ° C.) or higher, preferably 40 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower. More preferably, it is adjusted appropriately within a range of 140 ° C. or less.

[2−2−2]脱酸素モノマーの添加
脱酸素モノマーとは、モノマー中の酸素濃度を飽和酸素濃度よりも下げたものをいい、重合不十分の低重合体成分(ダイマー、トリマー、オリゴマー)、遊離重合体成分(線状ポリマー、ポリマー微粒子)、重合反応による副生物等の発生を抑制する役割がある。例えば、通常のスチレン系モノマーの飽和酸素濃度は5重量%から10重量%程度であるが、本発明においては、飽和酸素濃度が5重量%未満、特に3重量%以下の脱酸素モノマーを用いることが好ましい。
[2-2-2] Addition of deoxygenated monomer
A deoxygenated monomer is one in which the oxygen concentration in the monomer is lower than the saturated oxygen concentration. Low polymer components (dimers, trimers, oligomers) that are insufficiently polymerized, free polymer components (linear polymers, polymer fine particles) ), And has a role to suppress the generation of by-products due to the polymerization reaction. For example, the saturated oxygen concentration of a normal styrenic monomer is about 5% to 10% by weight. In the present invention, a deoxygenated monomer having a saturated oxygen concentration of less than 5% by weight, particularly 3% by weight or less is used. Is preferred.

脱酸素モノマーの具体的な調製法としては、モノマーを不活性ガスでバブリングする方法、膜脱気する方法、不活性ガスをモノマー貯槽の上面気相部に流通する方法、シリカゲルなどのカラムで処理する方法が挙げられる。あるいは市販の脱酸素モノマーも使用できる。中でも好ましくはモノマーを不活性ガスでバブリングする方法であり、この場合、使用する不活性ガスは、窒素、二酸化炭素、アルゴンが好ましい。また、脱酸素モノマーは不活性ガス雰囲気中で保管する。   Specific methods for preparing the deoxygenated monomer include a method of bubbling the monomer with an inert gas, a method of degassing the membrane, a method of circulating the inert gas in the upper gas phase of the monomer storage tank, and a column such as silica gel. The method of doing is mentioned. Alternatively, commercially available deoxygenated monomers can also be used. Among them, the method of bubbling the monomer with an inert gas is preferable, and in this case, the inert gas used is preferably nitrogen, carbon dioxide, or argon. The deoxygenated monomer is stored in an inert gas atmosphere.

脱酸素モノマーの添加量は、モノマー混合物の総量に対し、通常10重量%以上、好ましくは50重量%以上、更に好ましくは80重量%以上である。脱酸素モノマーの添加量が少なすぎると、重合不十分の低重合体成分(ダイマー、トリマー、オリゴマー)、遊離重合体成分(線状ポリマー、ポリマー微粒子)、重合反応による副生物等の発生量が多くなる。   The addition amount of the deoxygenated monomer is usually 10% by weight or more, preferably 50% by weight or more, more preferably 80% by weight or more based on the total amount of the monomer mixture. If the amount of deoxygenated monomer is too small, low polymer components (dimers, trimers, oligomers) that are insufficiently polymerized, free polymer components (linear polymers, polymer fine particles), and by-products due to polymerization reactions are generated. Become more.

[2−2−3]重合禁止剤を除去したモノマーの使用
重合で使用するモノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物中の重合禁止剤を除去することにより、重合不十分の低重合体成分(ダイマー、トリマー、オリゴマー)、遊離重合体成分(線状ポリマー、ポリマー微粒子)、重合反応による副生物等の発生を抑制することができ、溶出性化合物含有量の少ない架橋共重合体を得ることができる。
[2-2-3] Use of monomer from which polymerization inhibitor has been removed
By removing the polymerization inhibitor in the mixture of monovinyl aromatic monomer and crosslinkable aromatic monomer used in the polymerization, low polymer components (dimers, trimers, oligomers) that are insufficiently polymerized, free polymer components (line) Generation of by-products due to polymerization reaction, polymer fine particles), polymerization reaction, and the like, and a crosslinked copolymer having a low content of eluting compounds can be obtained.

[2−2−4]不純物の少ない架橋性芳香族モノマーの使用
通常、架橋性芳香族モノマー、例えば、ジビニルベンゼン中には、ジエチルベンゼン等の非重合性の不純物が存在し、これが溶出性化合物(I)の生成の原因となることから、重合に用いる架橋性芳香族モノマーは、不純物含有量の少ないものであることが好ましい。
かかる不純物含有量の少ない架橋性芳香族モノマーとしては、例えば、当該架橋性芳香族モノマー含有量(純度)が57重量%以上というような、特定のグレードを選択して使用することが好ましい。その他、例えば蒸留等により不純物を除去することにより、不純物含有量の少ない架橋性芳香族モノマーを得ることもできる。
[2-2-4] Use of a crosslinkable aromatic monomer with few impurities
Usually, in the crosslinkable aromatic monomer, for example, divinylbenzene, non-polymerizable impurities such as diethylbenzene are present, which causes the formation of the eluting compound (I). The group monomer is preferably one having a low impurity content.
As such a crosslinkable aromatic monomer having a low impurity content, it is preferable to select and use a specific grade such that the crosslinkable aromatic monomer content (purity) is 57% by weight or more. In addition, a crosslinkable aromatic monomer having a small impurity content can be obtained by removing impurities by, for example, distillation.

本発明で用いる架橋性芳香族モノマーの架橋性芳香族モノマー含有量(純度)は、特に好ましくは60重量%以上、さらに好ましくは80重量%以上であり、架橋性芳香族モノマー中の非重合性の不純物含有量は、モノマー重量当り通常5重量%以下、好ましくは3重量%以下、更に好ましくは1重量%以下である。この不純物含有量が多すぎると、重合時に不純物に対する連鎖移動反応を起こしやすくなるため、重合終了後のポリマー中に残存する溶出性オリゴマー(ポリスチレン)の量が増加することがあり、溶出性化合物含有量の少ない架橋共重合体を得ることができない。   The crosslinkable aromatic monomer content (purity) of the crosslinkable aromatic monomer used in the present invention is particularly preferably 60% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, and is non-polymerizable in the crosslinkable aromatic monomer. The impurity content is usually 5% by weight or less, preferably 3% by weight or less, more preferably 1% by weight or less per monomer weight. If this impurity content is too high, it tends to cause a chain transfer reaction to impurities during polymerization, so the amount of eluting oligomer (polystyrene) remaining in the polymer after polymerization may increase, and the eluting compound content A small amount of a crosslinked copolymer cannot be obtained.

[2−2−5]架橋性芳香族モノマーの使用量の調整
前述の如く、共重合に供する架橋性芳香族モノマーが多くなるほど樹脂の耐酸化性が向上する傾向にある一方で、架橋度が高すぎると、後工程で溶出性オリゴマーの水洗除去が不完全となりやすく、溶出性化合物含有量の少ない架橋共重合体を得にくくなるため、架橋性芳香族モノマーの使用量は、全モノマー重量に対して通常0.5〜55重量%、好ましくは2.5〜40重量%、更に好ましくは10〜30重量%の範囲で適宜調整する。
[2-2-5] Adjustment of use amount of crosslinkable aromatic monomer
As described above, the more the crosslinkable aromatic monomer used for copolymerization, the more the oxidation resistance of the resin tends to be improved. On the other hand, if the degree of crosslinking is too high, removal of the eluting oligomer in the subsequent step is incomplete. The amount of the crosslinkable aromatic monomer is usually 0.5 to 55% by weight, preferably 2.5 to 5%, based on the total monomer weight, because it is difficult to obtain a crosslinked copolymer with a low content of the eluting compound. It adjusts suitably in 40 weight%, More preferably in the range of 10-30 weight%.

また、前記(a)工程後に、(d)工程を行う場合の好ましい例として、以下の洗浄工程を採用することができる。
[2−2−6]架橋共重合体を洗浄する工程
本発明では、必要に応じて、前記(a)工程でモノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとから製造した架橋共重合体を、後述の(b)ハロアルキル化工程の前に、溶媒を用いて洗浄することにより、前記溶出性化合物(I)を除去することができる。
Moreover, the following washing | cleaning processes are employable as a preferable example when performing the (d) process after the said (a) process.
[2-2-6] Step of washing the crosslinked copolymer
In the present invention, if necessary, the crosslinked copolymer produced from the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer in the step (a) is used with a solvent before the later-described (b) haloalkylation step. The eluting compound (I) can be removed by washing.

この洗浄方法は、架橋共重合体をカラムに詰めて溶媒を通液するカラム方式か、或いはバッチ洗浄法で行うことができる。
洗浄温度は、通常室温(20℃)以上、好ましくは30℃以上、更に好ましくは50℃以上、特に好ましくは90℃以上、また通常150℃以下、好ましくは130℃以下、更に好ましくは120℃以下である。洗浄温度が高すぎると架橋共重合体の分解を併発する。洗浄温度が低すぎると洗浄効率が低下する。
This washing method can be carried out by a column method in which a crosslinked copolymer is packed in a column and a solvent is passed, or by a batch washing method.
The washing temperature is usually room temperature (20 ° C) or higher, preferably 30 ° C or higher, more preferably 50 ° C or higher, particularly preferably 90 ° C or higher, and usually 150 ° C or lower, preferably 130 ° C or lower, more preferably 120 ° C or lower. It is. If the washing temperature is too high, the cross-linked copolymer will be decomposed. If the washing temperature is too low, the washing efficiency is lowered.

溶媒との接触時間は、通常5分以上、好ましくは1時間以上、更に好ましくは2時間以上で、通常4時間以下である。溶媒との接触時間が短すぎると洗浄効率が低下し、時間が長すぎると生産性が低下する。
洗浄に用いる溶媒としては、炭素数5以上の脂肪族炭化水素類、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン等;芳香族炭化水素類、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン等;アルコール類、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等;ケトン類、例えばアセトン、メチルエチルケトン等;エーテル類、例えばジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチラール等;塩素系溶媒、例えばジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエタン等;フェノール類、例えばフェノール等;が挙げられ、これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。これらのうち、好ましくはベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、ジエチルエーテル、メチラール、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、トリクロロエタンである。また、これらの溶媒に水を混合して昇温し、共沸状態で洗浄する方法も採ることができる。
The contact time with the solvent is usually 5 minutes or longer, preferably 1 hour or longer, more preferably 2 hours or longer, and usually 4 hours or shorter. If the contact time with the solvent is too short, the cleaning efficiency is lowered, and if the time is too long, the productivity is lowered.
Solvents used for washing include aliphatic hydrocarbons having 5 or more carbon atoms, such as pentane, hexane, and heptane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, diethylbenzene, and the like; alcohols such as methanol, Ethanol, propanol, butanol, etc .; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, etc .; ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, methylal, etc .; chlorinated solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane, etc .; phenols such as Such as phenol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, benzene, toluene, xylene, acetone, diethyl ether, methylal, dichloromethane, chloroform, dichloroethane, and trichloroethane are preferable. Further, a method of mixing these solvents with water, raising the temperature, and washing in an azeotropic state can also be employed.

[2−3](b)架橋共重合体をハロアルキル化する工程
前記[2−1]、[2−2]章の工程を経て得られた架橋共重合体は、次いで、膨潤状態で、フリーデル・クラフツ反応触媒の存在下、ハロアルキル化剤を反応させてハロアルキル化する。
架橋共重合体を膨潤させるには、膨潤溶媒、例えばジクロロエタンを使用することができるが、本発明においては、十分にハロメチル化を進行させるために、ハロアルキル化剤のみにより膨潤させるのが好ましい。
[2-3] (b) Step of haloalkylating the crosslinked copolymer
The crosslinked copolymer obtained through the steps of [2-1] and [2-2] is then reacted with a haloalkylating agent in a swollen state in the presence of a Friedel-Crafts reaction catalyst. Turn into.
In order to swell the crosslinked copolymer, a swelling solvent such as dichloroethane can be used. In the present invention, it is preferable to swell only with a haloalkylating agent in order to sufficiently promote halomethylation.

フリーデル・クラフツ反応触媒としては、塩化亜鉛、塩化鉄(III)、塩化スズ(IV)、塩化アルミニウム等のルイス酸触媒が挙げられる。これらの触媒は1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。
ハロアルキル化剤を反応試薬としてだけではなく共重合体の膨潤溶媒として作用させるには、共重合体との親和性が高いものを用いることが好ましく、例えば、クロロメチルメチルエーテル、塩化メチレン、ビス(クロロメチル)エーテル、ポリ塩化ビニル、ビス(クロロメチル)ベンゼン等のハロゲン化合物が挙げられ、これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良いが、より好ましいのはクロロメチルメチルエーテルである。即ち、本発明におけるハロアルキル化とは、好ましくはクロロメチル化である。
Examples of Friedel-Crafts reaction catalysts include Lewis acid catalysts such as zinc chloride, iron (III) chloride, tin (IV) chloride, and aluminum chloride. These catalysts may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
In order to make the haloalkylating agent act not only as a reaction reagent but also as a swelling solvent for the copolymer, it is preferable to use one having a high affinity with the copolymer, for example, chloromethyl methyl ether, methylene chloride, bis ( And halogen compounds such as chloromethyl) ether, polyvinyl chloride, bis (chloromethyl) benzene, etc., and these may be used alone or in combination of two or more, but more preferably. Is chloromethyl methyl ether. That is, the haloalkylation in the present invention is preferably chloromethylation.

本工程におけるハロアルキル基導入率は、モノビニル芳香族モノマーが100モル%ハロアルキル化されたと仮定したときの理論上のハロゲン含有率に対して、85%以下、好ましくは80%以下、更に好ましくは70%以下、より好ましくは50%以下、特に好ましくは45%以下である。このハロアルキル基導入率(モノビニル芳香族モノマーが100モル%ハロアルキル化されたと仮定したときの理論上のハロゲン含有率に対する導入されたハロゲン原子の割合の百分率)を高くすると、導入時において、架橋共重合体の主鎖が切れたり、過剰に導入されたハロアルキル基が、導入後に遊離したりして不純物の原因となることがあるが、このようにハロアルキル基導入率を制限することにより、不純物の生成を抑制して溶出物の少ないアニオン交換樹脂を得ることができる。   The haloalkyl group introduction rate in this step is 85% or less, preferably 80% or less, more preferably 70%, based on the theoretical halogen content when the monovinyl aromatic monomer is assumed to be haloalkylated at 100 mol%. Below, it is more preferably 50% or less, particularly preferably 45% or less. Increasing this haloalkyl group introduction rate (percentage of the proportion of halogen atoms introduced to the theoretical halogen content assuming that the monovinyl aromatic monomer was haloalkylated at 100 mol%) increases the cross-linking The main chain of the coalescence may break or the excessively introduced haloalkyl group may be released after the introduction, causing impurities, but by limiting the introduction rate of haloalkyl groups in this way, the generation of impurities It is possible to obtain an anion exchange resin with a small amount of eluate.

本発明においては、ハロアルキル基の導入量を抑えることにより、ハロアルキル化工程での副反応も低減するので、溶出性のオリゴマーも発生しにくくなると考えられる。また、発生する副生物も、従来処方と比べて後工程で洗浄除去されにくい物質が少なくなると考えられる。その結果、溶出物量が著しく少ないアニオン交換樹脂を得ることができる。
以下に具体的なハロアルキル基導入方法について詳述する。
In the present invention, by suppressing the introduction amount of the haloalkyl group, side reactions in the haloalkylation step are also reduced, so that it is considered that an eluting oligomer is hardly generated. Moreover, it is thought that the by-product which generate | occur | produces will also reduce the substance which is hard to wash and remove in a post process compared with the conventional prescription. As a result, an anion exchange resin with a remarkably small amount of eluate can be obtained.
Hereinafter, a specific method for introducing a haloalkyl group will be described in detail.

ハロアルキル化剤の使用量は、架橋共重合体の架橋度、その他の条件により広い範囲から選ばれるが、少なくとも架橋共重合体を十分に膨潤させる量が好ましく、架橋共重合体に対して、通常1重量倍以上、好ましくは2重量倍以上であり、通常50重量倍以下、好ましくは20重量倍以下である。
また、フリーデル・クラフツ反応触媒の使用量は通常架橋共重合体の重量に対して0.001〜10倍量、好ましくは0.1〜2倍量、更に好ましくは0.2〜2倍量である。
The amount of the haloalkylating agent used is selected from a wide range depending on the degree of crosslinking of the crosslinked copolymer and other conditions, but is preferably an amount that at least sufficiently swells the crosslinked copolymer. 1 times or more, preferably 2 times or more, usually 50 times or less, preferably 20 times or less.
The amount of the Friedel-Crafts reaction catalyst used is usually 0.001 to 10 times, preferably 0.1 to 2 times, more preferably 0.2 to 2 times the weight of the cross-linked copolymer. It is.

架橋共重合体へのハロアルキル基導入率を上記範囲とするための手段としては、反応温度を低くする、活性の低い触媒を用いる、触媒添加量を少なくする等の手段が挙げられる。即ち、架橋共重合体とハロアルキル化剤との反応に影響を与える主因子としては、反応温度、フリーデル・クラフツ反応触媒の活性(種類)およびその添加量、ハロアルキル化剤添加量等が挙げられるため、これらの条件を調整することによりハロアルキル基導入率を制御することができる。   Examples of means for bringing the haloalkyl group introduction rate into the cross-linked copolymer within the above range include means for lowering the reaction temperature, using a catalyst having low activity, and reducing the amount of catalyst added. That is, the main factors affecting the reaction between the cross-linked copolymer and the haloalkylating agent include reaction temperature, activity (type) of Friedel-Crafts reaction catalyst and its addition amount, haloalkylating agent addition amount, and the like. Therefore, the haloalkyl group introduction rate can be controlled by adjusting these conditions.

反応温度は、採用するフリーデル・クラフツ反応触媒の種類によっても異なるが、通常0℃以上で、最大でも55℃までに抑えることが必要である。
好ましい反応温度の範囲は、使用するハロアルキル化剤、フリーデル・クラフツ反応触媒によって異なるが、例えばハロアルキル化剤にクロロメチルメチルエーテルを用い、フリーデル・クラフツ反応触媒に塩化亜鉛を用いた場合には、通常30℃以上、好ましくは35℃以上であり、通常50℃以下、好ましくは45℃以下である。この際、反応時間等を適宜選択することにより、過度のハロアルキル基導入を抑制することができる。
The reaction temperature varies depending on the type of Friedel-Crafts reaction catalyst to be used, but it is usually 0 ° C. or higher and must be suppressed to 55 ° C. at maximum.
The preferred reaction temperature range varies depending on the haloalkylating agent and Friedel-Crafts reaction catalyst used. For example, when chloromethyl methyl ether is used as the haloalkylating agent and zinc chloride is used as the Friedel-Crafts reaction catalyst. The temperature is usually 30 ° C. or higher, preferably 35 ° C. or higher, and is usually 50 ° C. or lower, preferably 45 ° C. or lower. At this time, excessive introduction of the haloalkyl group can be suppressed by appropriately selecting the reaction time and the like.

なお、ハロアルキル基導入反応では、後架橋反応も同時に進行しており、後架橋反応により最終製品の強度を確保する意味もあるので、ハロアルキル基導入反応の時間はある程度確保するほうがよい。ハロアルキル化の反応時間は好ましくは30分以上、更に好ましくは3時間以上、更に好ましくは5時間以上である。また好ましくは24時間以下、更に好ましくは12時間以下、さらに好ましくは10時間以下である。   In the haloalkyl group introduction reaction, the post-crosslinking reaction also proceeds at the same time, and there is a meaning of securing the strength of the final product by the post-crosslinking reaction. The reaction time for haloalkylation is preferably 30 minutes or longer, more preferably 3 hours or longer, and even more preferably 5 hours or longer. Further, it is preferably 24 hours or less, more preferably 12 hours or less, and further preferably 10 hours or less.

なお、上記したハロアルキル化反応は、同一反応系内で反応前期から反応後期にかけて反応温度および/または触媒量を、段階的にあるいは連続的に変化させて行っても良い。
[2−4](e)ハロアルキル化された架橋共重合体(ハロアルキル化架橋共重合体)から、特定構造を有する溶出性化合物を除去する工程
本発明では、前記[2−3]章で得られたハロアルキル化架橋共重合体は、次いで、下記式(II)で示される溶出性化合物(以下「溶出性化合物(II)」と称する場合がある)を除去する処理を行って、ハロアルキル化架橋共重合体1gに対して、前記溶出性化合物(II)の含有量が好ましくは10,000μg以下、より好ましくは1,000μg以下、特に好ましくは100μg以下、とりわけ好ましくは10μg以下となるように、ハロアルキル化架橋共重合体を精製することが好ましい。この溶出性化合物(II)含有量が多いと、不純物の残存や分解物の発生が抑制された、溶出物の少ないアニオン交換樹脂を得ることができない傾向にある。溶出性化合物(II)の含有量は少ない程好ましいが、通常その下限は30μg程度である。
The haloalkylation reaction described above may be performed in the same reaction system by changing the reaction temperature and / or the amount of catalyst stepwise or continuously from the first reaction stage to the second reaction stage.
[2-4] (e) A step of removing an eluting compound having a specific structure from a haloalkylated crosslinked copolymer (haloalkylated crosslinked copolymer)
In the present invention, the haloalkylated crosslinked copolymer obtained in the section [2-3] is then referred to as an eluting compound represented by the following formula (II) (hereinafter referred to as “eluting compound (II)”). The content of the eluting compound (II) is preferably 10,000 μg or less, more preferably 1,000 μg or less, particularly preferably 1 g of the haloalkylated crosslinked copolymer. It is preferable to purify the haloalkylated cross-linked copolymer so that it becomes 100 μg or less, particularly preferably 10 μg or less. When the content of the eluting compound (II) is large, it tends to be impossible to obtain an anion exchange resin with a small amount of the eluting material in which the remaining of impurities and the generation of decomposition products are suppressed. Although the content of the eluting compound (II) is preferably as small as possible, the lower limit is usually about 30 μg.

Figure 2010042395
Figure 2010042395

(式(II)中、Xは、水素原子、ハロゲン原子、またはハロゲン原子で置換されていても良いアルキル基を示す。Yは、ハロゲン原子を示す。n、mはそれぞれ独立に自然数を示す。)
ここで、Xのハロゲン原子で置換されていても良いアルキル基は、通常炭素数1〜10のアルキル基又はハロアルキル基であり、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ハロメチル基、ハロエチル基、ハロプロピル基、ハロブチル基であり、さらに好ましくは、メチル基、エチル基、ハロメチル基、ハロエチル基である。
(In formula (II), X represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group which may be substituted with a halogen atom. Y represents a halogen atom. N and m each independently represent a natural number. )
Here, the alkyl group which may be substituted with the halogen atom of X is usually an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a haloalkyl group, preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a halomethyl group. , A haloethyl group, a halopropyl group, and a halobutyl group, and more preferably a methyl group, an ethyl group, a halomethyl group, and a haloethyl group.

また、nは通常1以上であり、通常8以下、好ましくは4以下、さらに好ましくは2以下である。
なお、本発明に係る前記溶出性化合物(II)は、前記溶出性化合物(I)と同様、製品時におけるイオン交換樹脂の溶出物の原因となるものである。その内訳は、ハロアルキル化の母体となる架橋共重合体に本来含まれる溶出性化合物に由来する物質と、ハロアルキル化の段階で発生する物質とが挙げられる。
N is usually 1 or more, usually 8 or less, preferably 4 or less, and more preferably 2 or less.
In addition, the eluting compound (II) according to the present invention causes an ion exchange resin eluate at the time of product, like the eluting compound (I). The breakdown includes a substance derived from an eluting compound originally contained in the cross-linked copolymer serving as a matrix for haloalkylation and a substance generated at the stage of haloalkylation.

ハロアルキル化の母体となる架橋共重合体に本来含まれる溶出性化合物に由来する物質とは、[2−2](d)項記載の溶出性化合物(I)のハロアルキル化物であり、上記式(II)で示される物質に相当する。また、複数のハロアルキル基が導入された物質も含まれる。
ハロアルキル化の段階で発生する物質とは、フリーデルクラフツ反応の逆反応による炭素−炭素結合の開裂に伴い発生する物質が挙げられ、これも上記式(II)で示される。例えば、架橋共重合体の主鎖の開裂により発生する低分子および高分子のポリマーやオリゴマー成分である。
The substance derived from the eluting compound originally contained in the cross-linked copolymer serving as the matrix of the haloalkylation is a haloalkylated product of the eluting compound (I) described in [2-2] (d), It corresponds to the substance shown in II). In addition, substances into which a plurality of haloalkyl groups are introduced are also included.
Examples of the substance generated at the stage of haloalkylation include a substance generated along with the cleavage of the carbon-carbon bond by the reverse reaction of the Friedel-Crafts reaction, which is also represented by the above formula (II). For example, low-molecular and high-molecular polymers and oligomer components generated by cleavage of the main chain of the crosslinked copolymer.

これらの溶出性化合物(II)のポリスチレンスルホン酸換算における重量平均分子量は、通常200以上、好ましくは300以上であり、通常1,000,000以下、好ましくは100,000以下である。溶出性化合物(II)は、例えばスチレン系樹脂の場合、重合不十分の低重合体成分としてスチレンダイマー、スチレントリマー、スチレンオリゴマーのハロアルキル化物等が、遊離重合体成分として線状ポリスチレン、ポリスチレン微粒子のハロアルキル化物が挙げられる。また重合反応における連鎖移動反応での副生物として、モノマー中に含まれる重合禁止剤の結合した低重合体成分や遊離重合体成分のハロアルキル化物が挙げられる。   The weight average molecular weight of these eluting compounds (II) in terms of polystyrene sulfonic acid is usually 200 or more, preferably 300 or more, and usually 1,000,000 or less, preferably 100,000 or less. For example, in the case of a styrene resin, the eluting compound (II) is a styrene dimer, a styrene trimer, a styrene oligomer haloalkylated product as a low polymer component that is insufficiently polymerized, and a free polymer component of linear polystyrene or polystyrene fine particles. And haloalkylated compounds. Further, as a by-product in the chain transfer reaction in the polymerization reaction, there may be mentioned a haloalkylated product of a low polymer component or a free polymer component to which a polymerization inhibitor contained in the monomer is bound.

このような前記溶出性化合物(II)は、例えば、(b)工程で得られたハロアルキル化架橋共重合体を、溶媒により洗浄することにより除去することができる。
この洗浄方法は、ハロアルキル化架橋共重合体をカラムに詰めて溶媒を通水するカラム方式か、或いはバッチ洗浄法で行うことができる。
洗浄温度は、通常室温(20℃)以上、好ましくは30℃以上、更に好ましくは50℃以上、特に好ましくは90℃以上、また通常150℃以下、好ましくは130℃以下、更に好ましくは120℃以下である。洗浄温度が高すぎると重合体の分解やハロアルキル基脱落を併発する。洗浄温度が低すぎると洗浄効率が低下する。
Such eluting compound (II) can be removed, for example, by washing the haloalkylated cross-linked copolymer obtained in step (b) with a solvent.
This washing method can be performed by a column method in which a haloalkylated crosslinked copolymer is packed in a column and water is passed through the solvent, or by a batch washing method.
The washing temperature is usually room temperature (20 ° C) or higher, preferably 30 ° C or higher, more preferably 50 ° C or higher, particularly preferably 90 ° C or higher, and usually 150 ° C or lower, preferably 130 ° C or lower, more preferably 120 ° C or lower. It is. If the washing temperature is too high, the polymer will be decomposed and haloalkyl groups may be removed. If the washing temperature is too low, the washing efficiency is lowered.

溶媒との接触時間は、通常5分以上、好ましくは架橋共重合体が80%以上膨潤する時間以上であり、通常4時間以下である。この接触時間が短すぎると洗浄効率が低下し、時間が長すぎると生産性が低下する。
洗浄に用いる溶媒としては、炭素数5以上の脂肪族炭化水素類、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン等;芳香族炭化水素類、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン等;アルコール類、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等;ケトン類、例えばアセトン、メチルエチルケトン等;エーテル類、例えばジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチラール等;塩素系溶媒、例えばジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエタン等;フェノール類、例えばフェノール等;が挙げられ、これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。これらのうち、好ましくはベンゼン、トルエン、キシレン、アセトン、ジエチルエーテル、メチラール、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、トリクロロエタンである。
The contact time with the solvent is usually 5 minutes or longer, preferably the time for which the crosslinked copolymer swells 80% or more, and is usually 4 hours or shorter. If the contact time is too short, the cleaning efficiency is lowered, and if the time is too long, the productivity is lowered.
Solvents used for washing include aliphatic hydrocarbons having 5 or more carbon atoms, such as pentane, hexane, and heptane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, diethylbenzene, and the like; alcohols such as methanol, Ethanol, propanol, butanol, etc .; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, etc .; ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, methylal, etc .; chlorinated solvents such as dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane, etc .; phenols such as Such as phenol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, benzene, toluene, xylene, acetone, diethyl ether, methylal, dichloromethane, chloroform, dichloroethane, and trichloroethane are preferable.

[2−5](c)ハロアルキル化架橋共重合体をアミン化合物と反応させる工程
本発明におけるアニオン交換樹脂においては、上述のようにして(a)工程、及び(b)工程を経ることにより(必要に応じて、(d)工程、及び(e)工程も経ていることが好ましい。)得られたハロアルキル化架橋共重合体にアミン化合物を反応させることにより、アミノ基を導入してアニオン交換樹脂を製造するが、アミノ基の導入についても公知の技術で容易に実施することができる。
[2-5] (c) A step of reacting the haloalkylated crosslinked copolymer with an amine compound
In the anion exchange resin in the present invention, it is preferable that the step (a) and the step (b) are also performed by passing through the step (a) and the step (b) as described above. .) By reacting the resulting haloalkylated cross-linked copolymer with an amine compound to produce an anion exchange resin by introducing an amino group, the introduction of the amino group can be easily carried out by a known technique. it can.

例えば、ハロアルキル化架橋共重合体を溶媒中に懸濁し、トリメチルアミンやジメチル
エタノールアミンと反応させる方法が挙げられる。
この導入反応の際に用いられる溶媒としては、例えば水、トルエン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジクロロエタン等が単独で、あるいは混合して用いられる。
その後は公知の方法によって塩型を各種アニオン型に変えることによってアニオン交換樹脂が得られる。
For example, a method in which a haloalkylated cross-linked copolymer is suspended in a solvent and reacted with trimethylamine or dimethylethanolamine can be mentioned.
As the solvent used in the introduction reaction, for example, water, toluene, dioxane, dimethylformamide, dichloroethane or the like is used alone or in combination.
Thereafter, the anion exchange resin can be obtained by changing the salt form to various anion forms by a known method.

前述の如く、ハロアルキル化の工程で反応条件を抑制してハロアルキル基導入率を制御した場合、後架橋の架かり方が弱くなることがある。この場合の対策として、前記(a)工程において、予め架橋性芳香族モノマーの添加量を、従来のアニオン交換樹脂の製法における所望の水分含有率の樹脂を得るに必要な量より多くして架橋共重合体を合成し、その後、本発明のようなハロアルキル化条件をとることによりハロアルキル化導入率を85%以下、好ましくは80%以下、更に好ましくは70%以下、より好ましくは50%以下、特に好ましくは45%以下に抑えることが可能となる。   As described above, when the reaction conditions are suppressed in the haloalkylation step to control the introduction rate of the haloalkyl group, the post-crosslinking method may be weakened. As a countermeasure in this case, in the step (a), the amount of the crosslinkable aromatic monomer added in advance is larger than the amount necessary for obtaining a resin having a desired moisture content in the conventional anion exchange resin production method. A copolymer is synthesized, and then the haloalkylation introduction rate is 85% or less, preferably 80% or less, more preferably 70% or less, more preferably 50% or less, by taking the haloalkylation conditions as in the present invention, Particularly preferably, it can be suppressed to 45% or less.

上記の操作を加えることでハロアルキル化架橋共重合体の架橋密度をコントロールし、その後アミンを反応させてアニオン交換樹脂にした際、望まれる水分含有率および強度とすることができる。
[2−6]OH形アニオン交換樹脂の製造方法
本発明のOH形アニオン交換樹脂は、上記で合成されたCl形のアニオン交換樹脂を公知の再生方法で再生してOH形とすることにより製造することができる。
By adding the above-described operation, the crosslink density of the haloalkylated cross-linked copolymer is controlled, and when the amine is reacted to form an anion exchange resin, the desired water content and strength can be obtained.
[2-6] Method for producing OH-type anion exchange resin
The OH-type anion exchange resin of the present invention can be produced by regenerating the Cl-type anion exchange resin synthesized above into a OH form by a known regeneration method.

例えば特開2002−102719記載の方法が好適に使用できる。
[2−7]OH形アニオン交換樹脂の精製方法
本発明のOH形アニオン交換樹脂は、[2−6]または[2−7]までの方法でCl形またはOH形アニオン交換樹脂を製造し、その後は公知の溶出低減方法を適用して超純水用のアニオン交換樹脂とすることができる。
For example, a method described in JP-A No. 2002-102719 can be suitably used.
[2-7] Purification method of OH type anion exchange resin
The OH-type anion exchange resin of the present invention is produced by producing a Cl-type or OH-type anion exchange resin by the method up to [2-6] or [2-7], and then applying a known elution reduction method to obtain an ultrapure. An anion exchange resin for water can be used.

例えば、特開2002−102719号公報記載の方法が好適に使用できる。
具体的には、アルカリ溶液存在下で加熱洗浄する方法や、カラムで熱水洗浄する方法、溶媒で洗浄する方法が好適に使用できる。また、[2−6]または[2−7]までの方法でCl形またはOH形アニオン交換樹脂を製造後、必要に応じ、公知の金属含有量の低減方法も適用できる。
For example, the method described in JP-A-2002-102719 can be suitably used.
Specifically, a method of heating and washing in the presence of an alkali solution, a method of washing with hot water using a column, and a method of washing with a solvent can be suitably used. Moreover, after manufacturing a Cl form or OH form anion exchange resin by the method to [2-6] or [2-7], the reduction method of a well-known metal content is also applicable as needed.

[2−8]その他の処理
上述のようにして得られる本発明のアニオン交換樹脂は、更に、アニオン交換樹脂の処理として通常行われる各種の処理を施してもよい。例えば、公知の方法によるからみ防止処理を実施してもよい。
即ち、一般に、アニオン交換樹脂は、カチオン交換樹脂との混床で用いる場合に、カチオン交換樹脂と電気的にからみあう「からみ現象」のため、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂で形成される混床樹脂の体積が増加しすぎるため、ハンドリングの点で問題となる。
[2-8] Other processing
The anion exchange resin of the present invention obtained as described above may be further subjected to various treatments usually performed as a treatment of the anion exchange resin. For example, the anti-leaking process may be performed by a known method.
That is, in general, when an anion exchange resin is used in a mixed bed with a cation exchange resin, the mixed bed resin formed of the cation exchange resin and the anion exchange resin because of the “entanglement phenomenon” that is electrically entangled with the cation exchange resin. Since the volume of the material increases excessively, it becomes a problem in terms of handling.

従って、本発明のアニオン交換樹脂にからみ防止処理を実施することにより、カチオン交換樹脂と混合した場合における体積増加率が混合前の150%以下、好ましくは130%以下、さらに好ましくは110%以下とすることが好適である。なお、この体積増加率とはアニオン交換樹脂とカチオン交換樹脂とを混合する前の各々の体積の合計に対する混合後の混床樹脂の体積の割合の百分率である。   Therefore, by carrying out the anti-entanglement treatment on the anion exchange resin of the present invention, the volume increase rate when mixed with the cation exchange resin is 150% or less, preferably 130% or less, more preferably 110% or less before mixing. It is preferable to do. The volume increase rate is a percentage of the ratio of the volume of the mixed bed resin after mixing to the total volume before mixing the anion exchange resin and the cation exchange resin.

このからみ防止処理とは、特開平10−202118号公報や特開2002−102719号公報記載の公知の方法を適用することができる。
具体的には、アニオン交換樹脂1リットルに対して、通常、0.01mmol/L以上、好ましくは0.1mmol/L以上、また、通常10mmol/L以下、好ましくは2mmol/L以下のアニオン性解離基を含有する水溶性高分子で処理することで実施することができる。
As this anti-entanglement treatment, a known method described in JP-A-10-202118 or JP-A-2002-102719 can be applied.
Specifically, it is usually 0.01 mmol / L or more, preferably 0.1 mmol / L or more, and usually 10 mmol / L or less, preferably 2 mmol / L or less per 1 liter of anion exchange resin. It can be carried out by treatment with a water-soluble polymer containing a group.

本発明で用いるのに好適なアニオン性解離基を含有する水溶性高分子としては、例えば、特開平10−202118号公報や特開2002−102719号公報記載の公知の水溶性高分子などが挙げられ、好ましくは、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルベンジルスルホン酸、ポリマレイン酸、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリビニルスルホン酸などが挙げられる。なかでもポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸を用いるのが好ましい。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。   Examples of the water-soluble polymer containing an anionic dissociation group suitable for use in the present invention include known water-soluble polymers described in JP-A-10-202118 and JP-A-2002-102719. Preferably, polystyrene sulfonic acid, polyvinyl benzyl sulfonic acid, polymaleic acid, poly (meth) acrylic acid, polyvinyl sulfonic acid and the like can be mentioned. Of these, polystyrene sulfonic acid and polyvinyl sulfonic acid are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.

[3]イオン交換樹脂の製造方法
前記[2]には、本発明のイオン交換樹脂がアニオン交換樹脂である場合の製造方法について述べたが、以下の方法によれば、アニオン交換樹脂に限ることなく、イオン交換樹脂を製造することができる。
本発明の第1のイオン交換樹脂を製造する場合、下記(A)、及び(B)の工程を有する製法により製造されることが好ましい。
(A)モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物を共重合させる際、多孔質化剤を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり100重量%以上添加して架橋共重合体を得る工程。
(B)(A)で得た架橋共重合体を、イオン交換基導入率が70%以下となるように交換基を導入する工程。
[3] Method for Producing Ion Exchange Resin In [2], the production method in the case where the ion exchange resin of the present invention is an anion exchange resin has been described. However, according to the following method, it is limited to an anion exchange resin. And an ion exchange resin can be produced.
When manufacturing the 1st ion exchange resin of this invention, it is preferable to manufacture with the manufacturing method which has the process of following (A) and (B).
(A) When copolymerizing a mixture of a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer, a porosifying agent is added in an amount of 100% by weight or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. To obtain a crosslinked copolymer.
(B) A step of introducing an exchange group into the cross-linked copolymer obtained in (A) so that an ion exchange group introduction rate is 70% or less.

ここで、前記(A)において、多孔質化剤の添加量を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり105重量%以上とし、かつ、前記(B)において、イオン交換基導入率を50%以下とすることが好ましい。
また、必要に応じて、前記(A)工程と、前記(B)工程との間に、下記の(D)工程を有していても良い。
(D)下記式(I)で示される溶出性化合物の含有量を、モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマー架橋共重合体1gに対して、1000μg以下とする工程。
Here, in (A), the addition amount of the porosifying agent is 105% by weight or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer, and in (B), the ion exchange The group introduction rate is preferably 50% or less.
Moreover, you may have the following (D) process between the said (A) process and the said (B) process as needed.
(D) The process which makes content of the eluting compound shown by following formula (I) 1000 micrograms or less with respect to 1 g of monovinyl aromatic monomers and a crosslinkable aromatic monomer crosslinked copolymer.

Figure 2010042395
Figure 2010042395

(式(I)中、Zは、水素原子またはアルキル基を示す。lは自然数を示す。)
本発明の第2、及び第3のイオン交換樹脂を製造する場合、下記(A’)、(B’)、及び(D’)の工程を有する製法により製造されることが好ましい。
(A’)モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーを共重合させる際、多孔質化剤を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり80%以上添加して架橋共重合体を得る工程。
(D’)下記式(I)で示される溶出性化合物の含有量を、モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマー架橋共重合体1gに対して、1000μg以下とする工程。
(In the formula (I), Z represents a hydrogen atom or an alkyl group. L represents a natural number.)
When manufacturing the 2nd and 3rd ion exchange resin of this invention, it is preferable to manufacture by the manufacturing method which has the process of following (A '), (B'), and (D ').
(A ′) When copolymerizing a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer, a porosifying agent is added in an amount of 80% or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. A step of obtaining a polymer.
(D ′) A step of setting the content of the eluting compound represented by the following formula (I) to 1000 μg or less with respect to 1 g of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer crosslinked copolymer.

Figure 2010042395
Figure 2010042395

(式(I)中、Zは、水素原子またはアルキル基を示す。lは自然数を示す。)
(B’)(D’)で得た溶出性化合物を減少させた架橋共重合体を、イオン交換基導入率85%以下でイオン交換基を導入する工程。
なお、前記(A)工程、及び(A’)工程については、前記[2]で記載した(a)工程の説明を援用することができ、前記(D)工程、及び(D’)工程については、前記[2]で記載した(d)工程の説明を援用することができる。また、前記(B)工程、及び(B’)工程については、導入するイオン交換基に応じて諸条件を決定することが好ましい。
(In the formula (I), Z represents a hydrogen atom or an alkyl group. L represents a natural number.)
(B ′) A step of introducing ion exchange groups into the crosslinked copolymer obtained by reducing the eluting compound obtained in (D ′) at an ion exchange group introduction rate of 85% or less.
In addition, about the said (A) process and (A ') process, description of the (a) process described in said [2] can be used, About the said (D) process and (D') process Can use the description of the step (d) described in [2] above. Moreover, about the said (B) process and (B ') process, it is preferable to determine various conditions according to the ion exchange group to introduce | transduce.

また、本発明のイオン交換樹脂として、カチオン交換樹脂を製造する場合、前記(B)工程、及び(B’)工程については、前記(A)工程、(A’)工程、又は(D’)工程で得られた架橋共重合ポリマーに対し、公知の方法を用いてカチオン交換基を導入すればよい。イオン交換基として、スルホン酸基を導入する場合は、特開平5−132565号公報、特表平10−508061号公報等に記載の方法を用いることができる。   Moreover, when manufacturing a cation exchange resin as an ion exchange resin of this invention, about the said (B) process and (B ') process, said (A) process, (A') process, or (D ') What is necessary is just to introduce | transduce a cation exchange group into a crosslinked copolymer obtained at the process using a well-known method. When introducing a sulfonic acid group as an ion exchange group, methods described in JP-A-5-132565, JP-T-10-508061, and the like can be used.

また、本発明のイオン交換樹脂として、カチオン交換樹脂を製造する場合、前記(D)工程、又は(D’)工程として、前記[2−2−6]架橋共重合体を洗浄する工程に相当する工程を行なうことが好ましい。前記(A)工程、又は(A’)工程で得られる架橋共重合体は、水または溶媒により洗浄することにより前記溶出性化合物(I)を除去することができるからである。また、前記(B)工程、又は(B’)工程で得られるスルホン化架橋共重合体に対して、水、又は溶媒により洗浄を行ってもよい。
洗浄方法については、以下のようにすることが好ましい。
Further, when producing a cation exchange resin as the ion exchange resin of the present invention, the step (D) or the step (D ′) corresponds to a step of washing the [2-2-6] crosslinked copolymer. It is preferable to perform the process to perform. This is because the eluting compound (I) can be removed by washing the crosslinked copolymer obtained in the step (A) or the step (A ′) with water or a solvent. Further, the sulfonated crosslinked copolymer obtained in the step (B) or (B ′) may be washed with water or a solvent.
The cleaning method is preferably as follows.

洗浄方法は、架橋重合体をカラムに詰めて通水するか、或いはバッチ洗浄法をとることができる。温度は、通常室温(20℃)以上、好ましくは30℃以上、更に好ましくは50℃以上、特に好ましくは90℃以上、また、通常150℃以下、好ましくは130℃以下、更に好ましくは120℃以下である。洗浄温度が高すぎると重合体の分解やスルホン基脱落を併発することがある。洗浄温度が低すぎると洗浄効率が低下する傾向にある。溶媒との接触時間は、通常5分以上、好ましくは1時間以上、更に好ましくは2時間以上、また、通常4時間以下である。時間が短すぎると洗浄効率が低下する傾向にあり、時間が長すぎると生産性が低下する傾向にある。   As the washing method, the cross-linked polymer is packed in a column and passed, or a batch washing method can be used. The temperature is usually room temperature (20 ° C.) or higher, preferably 30 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher, particularly preferably 90 ° C. or higher, and usually 150 ° C. or lower, preferably 130 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower. It is. If the washing temperature is too high, the polymer may be decomposed or the sulfone group may be removed. If the cleaning temperature is too low, the cleaning efficiency tends to decrease. The contact time with the solvent is usually 5 minutes or longer, preferably 1 hour or longer, more preferably 2 hours or longer, and usually 4 hours or shorter. If the time is too short, the cleaning efficiency tends to decrease, and if the time is too long, the productivity tends to decrease.

洗浄に用いることのできる溶媒としては、炭素数5以上の脂肪族炭化水素(例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等)や、芳香族炭化水素(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン等)が好適に用いられる。また、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等)や、ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン等)、エーテル類(例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチラール等)、塩素系溶媒(例えば、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエタン等)、フェノール類(例えば、フェノール等)も好適に用いられる。   Solvents that can be used for washing include aliphatic hydrocarbons having 5 or more carbon atoms (eg, pentane, hexane, heptane, etc.) and aromatic hydrocarbons (eg, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, diethylbenzene, etc.). Preferably used. Also, alcohols (eg, methanol, ethanol, propanol, butanol, etc.), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone, etc.), ethers (eg, dimethyl ether, diethyl ether, methylal, etc.), chlorinated solvents (eg, dichloromethane) , Chloroform, carbon tetrachloride, dichloroethane, trichloroethane and the like) and phenols (for example, phenol and the like) are also preferably used.

また、本発明のカチオン交換樹脂は、公知の再生方法により精製することができる。
[4]脱塩装置、発電所用復水脱塩装置、および懸濁性金属腐蝕生成物の除去方法
本発明の脱塩装置は、本発明のマクロポーラス型のイオン交換樹脂を用いて形成される。例えば、本発明のアニオン交換樹脂を、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とで形成される混床イオン交換樹脂塔の上層に装荷して使用される。かかる使用法は、本発明のアニオン交換樹脂において、クラッド除去のためのフィルター効果と、クラッドおよびコロイド微粒子を含む懸濁性金属腐蝕生成物の吸着除去効果の両方が期待されるため、好適である。
The cation exchange resin of the present invention can be purified by a known regeneration method.
[4] Demineralizer, condensate demineralizer for power plant, and method for removing suspended metal corrosion product
The desalination apparatus of the present invention is formed using the macroporous ion exchange resin of the present invention. For example, the anion exchange resin of the present invention is used by being loaded on the upper layer of a mixed bed ion exchange resin tower formed of a cation exchange resin and an anion exchange resin. Such a method of use is preferable because, in the anion exchange resin of the present invention, both the filter effect for removing the clad and the adsorption removal effect of the suspended metal corrosion product containing the clad and colloidal fine particles are expected. .

また、本発明の脱塩装置により、例えば、三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンII応用編」第15版(平成12年10月1日)第59〜63頁記載の脱塩装置などの公知の方法により、発電所用復水脱塩装置として応用することができる。
[4−1]PWR1次系への適用
本発明のアニオン交換樹脂は、PWR型原子力発電所の1次冷却水系の脱塩・浄化に使われる既存のイオン交換樹脂塔に用いることができる。従来、このイオン交換樹脂塔には既存のカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との混床イオン交換樹脂が充填され使用されてきた。この混床イオン交換樹脂層は、水中に溶解した金属イオンを捕捉するとともに、不溶性の懸濁性金属腐蝕生成物も濾別する機能を有する。しかし、混床イオン交換樹脂の懸濁性金属腐蝕生成物の捕集能力はそれほど大きくないため、懸濁性金属腐蝕生成物の多量発生時、例えばプラント停止時や蒸気発生器交換時などの際には懸濁性金属腐蝕生成物を捕集しきれずに漏洩する問題があった。
Further, the desalting apparatus of the present invention, for example, desalting described in pages 59-63 of “Diaion II Application” 15th edition (October 1, 2000) issued by Mitsubishi Chemical Corporation Ion Exchange Resin Division It can be applied as a condensate demineralizer for power plants by a known method such as an apparatus.
[4-1] Application to PWR primary system The anion exchange resin of the present invention can be used for an existing ion exchange resin tower used for desalting and purification of a primary cooling water system of a PWR nuclear power plant. Conventionally, this ion exchange resin tower has been filled with an existing mixed bed ion exchange resin of cation exchange resin and anion exchange resin. The mixed bed ion exchange resin layer has a function of capturing metal ions dissolved in water and filtering out insoluble suspended metal corrosion products. However, the ability of mixed bed ion exchange resin to collect suspended metal corrosion products is not so large, so when a large amount of suspended metal corrosion products are generated, such as when the plant is shut down or when a steam generator is replaced. Has a problem that the suspended metal corrosion product cannot be collected and leaks.

上述のように従来の混床イオン交換樹脂の低いコロイド微粒子捕捉能力を補う目的で、コロイド微粒子捕捉能力の高いアニオン交換樹脂を、混床イオン交換樹脂の上層に積層する方法がある。この方法は、既存の脱塩塔がそのまま使用できるので特別なプラント改造を必要としない利点がある。本発明のアニオン交換樹脂はコロイド粒子捕捉能力に優れているので、この方法により、従来のイオン交換樹脂を積層するよりもはるかに効果的に放射性コロイド金属腐蝕生成物を捕集することが可能である。   As described above, there is a method of laminating an anion exchange resin having a high colloidal particle capturing ability on the upper layer of the mixed bed ion exchange resin for the purpose of supplementing the low colloidal particulate capturing ability of the conventional mixed bed ion exchange resin. This method has the advantage that no special plant modification is required since the existing desalting tower can be used as it is. Since the anion exchange resin of the present invention has an excellent ability to trap colloidal particles, this method can collect radioactive colloidal metal corrosion products much more effectively than the conventional lamination of ion exchange resins. is there.

また、本発明のイオン交換樹脂を使えば、原子力発電所の系統水に含まれる放射性のコロイド微粒子を高収率で捕集できるので、系統水系に放射性物質が循環することがなくなるとともに、放射線の原因物質をイオン交換樹脂の脱塩塔に容易に封じ込めることが可能となる。また、本発明のイオン交換樹脂を使えば、従来の系統水系の膜フィルターが容易に閉塞することがなくなり、膜フィルターの交換頻度を少なくすることができる。また、放射性物質で閉塞した膜フィルターの人手による交換作業の頻度が減り、原子力発電所の作業員の大幅な被曝線量低減にも寄与できる。加えて、使用済みイオン交換樹脂の交換はポンプ移送で対応できるので、遠隔操作が可能となり、作業性および安全性が著しく改善する。さらに、占有スペースの大きい膜フィルターの廃棄物を減らすことができるので、放射性廃棄物の減容化にも寄与できる。   In addition, if the ion exchange resin of the present invention is used, the radioactive colloidal fine particles contained in the system water of the nuclear power plant can be collected at a high yield, so that the radioactive material does not circulate in the system water system, and It becomes possible to easily contain the causative substance in the demineralization tower of the ion exchange resin. Moreover, if the ion exchange resin of this invention is used, the conventional system | system | group water-system membrane filter will not be obstruct | occluded easily, and the replacement frequency of a membrane filter can be decreased. In addition, the frequency of manual replacement of the membrane filter clogged with radioactive material is reduced, which can contribute to a significant reduction in the radiation dose of workers at nuclear power plants. In addition, since replacement of used ion exchange resin can be handled by pump transfer, remote operation is possible, and workability and safety are remarkably improved. Furthermore, since the waste of the membrane filter with a large occupation space can be reduced, it can contribute to volume reduction of radioactive waste.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
[1]実施例1〜4、および比較例1〜3
[実施例1]
・(a)工程
モノマー層として、スチレン(工業グレード、出光社製)168g、ジビニルベンゼン(工業グレード、純度57重量%、新日鉄化学社製)131g、イソオクタン(工業グレード)359g、過酸化ジベンゾイル(純度75重量%、wet品。日本油脂製)7.96g、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(純度99重量%、日本油脂製)2.99gを混合した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
[1] Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3
[Example 1]
Step (a) As a monomer layer, 168 g of styrene (industrial grade, manufactured by Idemitsu Co., Ltd.), 131 g of divinylbenzene (industrial grade, purity 57% by weight, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), 359 g of isooctane (industrial grade), dibenzoyl peroxide (purity) 75 wt%, wet product (made by NOF Corporation) 7.96 g, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate (purity 99 wt%, NOF Corporation) 2.99 g were mixed.

ここで、多孔質化剤としてはイソオクタンを用いており、その添加量は、前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物に対し、120重量%としている。
水相として、脱塩水1526mLに6%ポリビニルアルコール(工業用、日本合成化学社製、重合度1,000、ケン化度91%、酢ビ用乳化剤用)水溶液164mL、5%重曹水溶液99mL、5%炭酸ナトリウム水溶液122mL、1%亜硝酸ナトリウム水溶液59mLを混合した。前記水相に、前記モノマー相を懸濁させた。
Here, isooctane is used as the porosifying agent, and the amount added is 120% by weight with respect to the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer.
As an aqueous phase, 6% polyvinyl alcohol (industrial, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., polymerization degree 1,000, saponification degree 91%, for vinyl acetate emulsifier) aqueous solution 164 mL, 5% sodium bicarbonate aqueous solution 99 mL, 5 as water phase 122% aqueous sodium carbonate solution and 59 mL 1% aqueous sodium nitrite solution were mixed. The monomer phase was suspended in the aqueous phase.

該懸濁液を攪拌しながら80℃で4時間保持、その後115℃で4時間反応させ、共重合体(1)を得た。
・(b)工程
上記共重合体(1)150gを丸底4つ口フラスコに入れ、クロロメチルメチルエーテル(純度99%、自製原料)1250mLを加え、共重合体を十分膨潤させた。その後、フリーデル・クラフツ反応触媒として塩化亜鉛180g(キシダ化学試薬)を添加し、浴の温度を50℃にして攪拌しながら10時間反応させ、クロロメチル化共重合体(2)を得た。
The suspension was stirred at 80 ° C. for 4 hours and then reacted at 115 ° C. for 4 hours to obtain a copolymer (1).
Step (b) 150 g of the copolymer (1) was placed in a round bottom four-necked flask, and 1250 mL of chloromethyl methyl ether (purity 99%, self-made raw material) was added to sufficiently swell the copolymer. Thereafter, 180 g of zinc chloride (Kishida Chemical Reagent) was added as a Friedel-Crafts reaction catalyst, and the reaction was carried out for 10 hours with stirring at a bath temperature of 50 ° C. to obtain a chloromethylated copolymer (2).

なお、本工程におけるハロアルキル基導入率は、以下のようにして求めることができる。
(ハロアルキル基導入率)
得られたCl形アニオン交換樹脂の交換容量(乾燥樹脂1gあたり)は下記[2]に記載の手順で測定したところ、1.3meq/gであった。
In addition, the haloalkyl group introduction rate in this step can be determined as follows.
(Haloalkyl group introduction rate)
The exchange capacity (per 1 g of dry resin) of the obtained Cl-type anion exchange resin was 1.3 meq / g as measured by the procedure described in [2] below.

一方、樹脂の単量体単位を-(CH2-CH)-(CH)-(CH2)-N(CH) Cl(分子量199.
5)と仮定したとき、樹脂の各単量体単位全てに交換基が1個ずつ導入される場合の乾燥樹脂1gあたりの交換容量は5.01meq/g(=1/199.5)である。
よって、本工程における交換基導入率は、1.3と5.01との比で計算することができ、この実施例の場合は26%となった。
・(c)工程
上記クロロメチル化共重合体(2)454gを丸底4つ口フラスコに入れ、脱塩水629mL、トルエン(和光純薬試薬)250mL、30重量%トリメチルアミン水溶液(和光純薬製試薬)320mLを添加し、50℃で攪拌しながら8時間反応させてI型4級アンモニウム型アニオン交換樹脂(Cl型)(3)を得た。
On the other hand, the monomer unit of the resin is — (CH 2 —CH) — (C 6 H 4 ) — (CH 2 ) —N (CH 3 ) 3 Cl (molecular weight 199.
Assuming 5), the exchange capacity per 1 g of dry resin when one exchange group is introduced into all the monomer units of the resin is 5.01 meq / g (= 1 / 199.5). .
Therefore, the exchange group introduction rate in this step can be calculated by the ratio of 1.3 and 5.01, and in this example, it was 26%.
Step (c) 454 g of the above chloromethylated copolymer (2) is placed in a round bottom four-necked flask, 629 mL of demineralized water, 250 mL of toluene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 30% by weight trimethylamine aqueous solution (reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ) 320 mL was added and reacted for 8 hours with stirring at 50 ° C. to obtain an I-type quaternary ammonium-type anion exchange resin (Cl-type) (3).

上記で得られたI型4級アンモニウム型アニオン交換樹脂(3)をカラムに充填し、重曹水溶液(和光純薬製試薬)とNaOH(和光純薬製試薬)水溶液とを通液して再生を行ない、OH形のアニオン交換樹脂に変換し、最後に超純水で水洗し、実施例1のOH形アニオン交換樹脂とした。
[実施例2]
・(a)工程
モノマー層として、スチレン(工業グレード、出光社製)259部、ジビニルベンゼン(工業グレード、純度63重量%、ダウ社製)156部、イソオクタン(工業グレード)498g、過酸化ジベンゾイル(純度75重量%、wet品。日本油脂製)6.91部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(純度99重量%、日本油脂製)2.65部を混合した。
The column is packed with the I-type quaternary ammonium type anion exchange resin (3) obtained above, and regenerated by passing through a sodium bicarbonate aqueous solution (Wako Pure Chemicals reagent) and NaOH (Wako Pure Chemicals reagent) aqueous solution. Then, it was converted to an OH-type anion exchange resin, and finally washed with ultrapure water to obtain an OH-type anion exchange resin of Example 1.
[Example 2]
Step (a) As a monomer layer, 259 parts of styrene (industrial grade, manufactured by Idemitsu), 156 parts of divinylbenzene (industrial grade, 63% by weight, manufactured by Dow), 498 g of isooctane (industrial grade), dibenzoyl peroxide ( Purity 75% by weight, wet product (made by NOF Corporation) 6.91 parts, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate (purity 99% by weight, NOF Corporation) 2.65 parts were mixed.

ここで、多孔質化剤としてはイソオクタンを用いており、その添加量は、前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物に対し、120重量%としている。
水相として、脱塩水1791部に6%ポリビニルアルコール(工業用、日本合成化学社製、重合度1,000、ケン化度91%、酢ビ用乳化剤用)水溶液48部、重曹4.6部、炭酸ナトリウム5.7部、亜硝酸ナトリウム0.55部を混合した。前記水相に、前記モノマー相を懸濁させた。該懸濁液を攪拌しながら80℃で6時間保持、その後115℃で4時間反応させ、共重合体(1)を得た。
・(b)工程
上記共重合体(1)150部を反応器に入れ、クロロメチルメチルエーテル(純度99%、自製原料)1350部を加え、共重合体を十分膨潤させた。その後、フリーデル・クラフツ反応触媒として塩化亜鉛180部(キシダ化学試薬)を添加し、浴の温度を50℃にして攪拌しながら10時間反応させ、クロロメチル化共重合体(2)を得た。
Here, isooctane is used as the porosifying agent, and the amount added is 120% by weight with respect to the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer.
As an aqueous phase, 1791 parts of demineralized water, 48 parts of an aqueous solution of 6% polyvinyl alcohol (for industrial use, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., polymerization degree 1,000, saponification degree 91%, for vinyl acetate emulsifier), 4.6 parts of baking soda 5.7 parts of sodium carbonate and 0.55 parts of sodium nitrite were mixed. The monomer phase was suspended in the aqueous phase. The suspension was stirred at 80 ° C. for 6 hours and then reacted at 115 ° C. for 4 hours to obtain a copolymer (1).
-(B) process 150 parts of said copolymers (1) were put into the reactor, 1350 parts of chloromethyl methyl ether (purity 99%, self-made raw material) was added, and the copolymer was fully swollen. Thereafter, 180 parts of zinc chloride (Kishida Chemical Reagent) was added as a Friedel-Crafts reaction catalyst, and the reaction was carried out for 10 hours with stirring at a bath temperature of 50 ° C. to obtain a chloromethylated copolymer (2). .

ここで、得られたCl形アニオン交換樹脂の交換容量(乾燥樹脂1gあたり)は下記[2]に記載の手順で測定したところ、1.4meq/gであった。
また、実施例1と同様の手法で算出されたハロアルキル基導入率は、29%となった。・(c)工程
上記クロロメチル化共重合体(2)全量を反応器に入れ、脱塩水696部、トルエン(和光純薬試薬)259部、30重量%トリメチルアミン水溶液(和光純薬製試薬)332部を添加し、50℃で攪拌しながら8時間反応させてI型4級アンモニウム型アニオン交換樹脂(Cl型)(3)を得た。
Here, the exchange capacity (per gram of the dried resin) of the obtained Cl-type anion exchange resin was 1.4 meq / g as measured by the procedure described in [2] below.
In addition, the haloalkyl group introduction rate calculated by the same method as in Example 1 was 29%. Step (c) The whole amount of the above chloromethylated copolymer (2) is put into a reactor, 696 parts of demineralized water, 259 parts of toluene (Wako Pure Chemical Reagent), 30 wt% aqueous solution of trimethylamine (reagent manufactured by Wako Pure Chemical) 332 Part I was added and reacted at 50 ° C. with stirring for 8 hours to obtain an I-type quaternary ammonium-type anion exchange resin (Cl-type) (3).

上記で得られたI型4級アンモニウム型アニオン交換樹脂(3)をカラムに充填し、重曹水溶液(和光純薬製試薬)とNaOH(和光純薬製試薬)水溶液とを通液して再生を行ない、OH形のアニオン交換樹脂に変換した。
最後に超純水で水洗し、実施例2のアニオン交換樹脂とした。
[実施例3]
・(a)工程
モノマー層として、スチレン(工業グレード、出光社製)208g、ジビニルベンゼン(工業グレード、純度57重量%、新日鉄化学社製)162g、ポリスチレン(分子量4×10)111g、トルエン(和光純薬製試薬1級)445g、過酸化ジベンゾイル(純度75重量%、wet品。日本油脂製)2.5gを混合した。
The column is packed with the I-type quaternary ammonium type anion exchange resin (3) obtained above, and regenerated by passing through a sodium bicarbonate aqueous solution (Wako Pure Chemicals reagent) and NaOH (Wako Pure Chemicals reagent) aqueous solution. And converted to an OH form anion exchange resin.
Finally, it was washed with ultrapure water to obtain an anion exchange resin of Example 2.
[Example 3]
As · (a) step the monomer layer, styrene (technical grade, Idemitsu Co.) 208g, divinylbenzene (technical grade, purity 57 wt%, Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) 162 g, polystyrene (molecular weight 4 × 10 4) 111g, Toluene ( 445 g of Wako Pure Chemicals Reagent grade 1) and dibenzoyl peroxide (purity 75% by weight, wet product, manufactured by NOF Corporation) were mixed.

ここで、多孔質化剤としてはポリスチレンおよびトルエンを用いており、その添加量は、前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物に対し、150重量%としている。
水相として、脱塩水1366mLに6%ポリビニルアルコール(工業用、日本合成化学社製、グレードGH20)水溶液83mL、5%重曹水溶液170mL、1%亜硝酸ナトリウム水溶液50mLを混合した。前記水相に、前記モノマー相を懸濁させた。
Here, polystyrene and toluene are used as the porosifying agent, and the addition amount is 150% by weight with respect to the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer.
As an aqueous phase, 1366 mL of demineralized water was mixed with 83 mL of a 6% polyvinyl alcohol (industrial, Nippon Synthetic Chemicals, Grade GH20) aqueous solution, 170 mL of 5% sodium bicarbonate aqueous solution, and 50 mL of 1% sodium nitrite aqueous solution. The monomer phase was suspended in the aqueous phase.

該懸濁液を攪拌しながら80℃で8時間反応させ、共重合体(1)を得た。
・(b)工程、及び(c)工程
以降は実施例1と同様にしてI型4級アンモニウム型アニオン交換樹脂(Cl型)(3)を得、その後上記で得られたI型4級アンモニウム型アニオン交換樹脂(3)をカラムに充填し、重曹水溶液(和光純薬製試薬)とNaOH(和光純薬製試薬)水溶液とを通液して再生を行ないOH形のアニオン交換樹脂に変換し、最後に超純水で水洗し、実施例3のアニオン交換樹脂を得た。
The suspension was reacted at 80 ° C. for 8 hours with stirring to obtain a copolymer (1).
Step (b) and Step (c) Thereafter, in the same manner as in Example 1, an I-type quaternary ammonium type anion exchange resin (Cl-type) (3) was obtained, and then the I-type quaternary ammonium obtained above. Type anion exchange resin (3) is packed in a column and regenerated by passing through a sodium bicarbonate aqueous solution (Wako Pure Chemicals reagent) and NaOH (Wako Pure Chemicals reagent) aqueous solution to convert to an OH type anion exchange resin. Finally, it was washed with ultrapure water to obtain an anion exchange resin of Example 3.

なお、得られたCl形アニオン交換樹脂の交換容量(乾燥樹脂1gあたり)は下記[2]に記載の手順で測定したところ、2.3meq/gであった。
また、実施例1と同様の手法で算出されたハロアルキル基導入率は46%となった。
[実施例4]
・(a)工程
モノマー層として、スチレン(工業グレード、出光社製)168g、ジビニルベンゼン
(工業グレード、純度57重量%、新日鉄化学社製)131g、イソオクタン(工業グレード)359g、過酸化ジベンゾイル(純度75重量%、wet品。日本油脂製)7.96g、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(純度99重量%、日本油脂製)2.99gを混合した。
The exchange capacity (per gram of dry resin) of the obtained Cl-type anion exchange resin was 2.3 meq / g as measured by the procedure described in [2] below.
The haloalkyl group introduction rate calculated by the same method as in Example 1 was 46%.
[Example 4]
Step (a) As a monomer layer, 168 g of styrene (industrial grade, manufactured by Idemitsu Co., Ltd.), 131 g of divinylbenzene (industrial grade, purity 57% by weight, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.), 359 g of isooctane (industrial grade), dibenzoyl peroxide (purity) 75 wt%, wet product (made by NOF Corporation) 7.96 g, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate (purity 99 wt%, NOF Corporation) 2.99 g were mixed.

ここで、多孔質化剤としてはイソオクタンを用いており、その添加量は、前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物に対し、120重量%としている。
水相として、脱塩水1526mLに6%ポリビニルアルコール(工業用、日本合成化学社製)水溶液164mL、5%重曹水溶液99mL、5%炭酸ナトリウム水溶液122mL、1%亜硝酸ナトリウム水溶液59mLを混合した。前記水相に、前記モノマー相を懸濁させた。
Here, isooctane is used as the porosifying agent, and the amount added is 120% by weight with respect to the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer.
As an aqueous phase, 164 mL of a 6% polyvinyl alcohol (industrial, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.) aqueous solution 164 mL, 5% sodium bicarbonate aqueous solution 99 mL, 5% sodium carbonate aqueous solution 122 mL, and 1% sodium nitrite aqueous solution 59 mL were mixed with 1526 mL of demineralized water. The monomer phase was suspended in the aqueous phase.

該懸濁液を攪拌しながら80℃で8時間反応させ、共重合体(1)を得た。
・(b)工程
上記共重合体(1)150gを丸底4つ口フラスコに入れ、クロロメチルメチルエーテル(純度99%、自製原料)1250mLを加え、共重合体を十分膨潤させた。その後、フリーデル・クラフツ反応触媒として塩化亜鉛180g(キシダ化学試薬)を添加し、浴の温度を50℃にして攪拌しながら10時間反応させ、クロロメチル化共重合体(2)を得た。
The suspension was reacted at 80 ° C. for 8 hours with stirring to obtain a copolymer (1).
Step (b) 150 g of the copolymer (1) was placed in a round bottom four-necked flask, and 1250 mL of chloromethyl methyl ether (purity 99%, self-made raw material) was added to sufficiently swell the copolymer. Thereafter, 180 g of zinc chloride (Kishida Chemical Reagent) was added as a Friedel-Crafts reaction catalyst, and the reaction was carried out for 10 hours with stirring at a bath temperature of 50 ° C. to obtain a chloromethylated copolymer (2).

ここで、得られたCl形アニオン交換樹脂の交換容量(乾燥樹脂1gあたり)は下記[2]に記載の手順で測定したところ、1.7meq/gであった。
また、実施例1と同様の手法で算出されたハロアルキル基導入率は、34%となった。・(c)工程
上記クロロメチル化共重合体(2)454gを丸底4つ口フラスコに入れ、脱塩水629mL、トルエン(和光純薬試薬)250mL、30重量%トリメチルアミン水溶液(和光純薬製試薬)320mLを添加し、50℃で攪拌しながら8時間反応させてI型4級アンモニウム型アニオン交換樹脂(Cl型)(3)を得た。
Here, the exchange capacity (per 1 g of the dried resin) of the obtained Cl-type anion exchange resin was measured by the procedure described in [2] below, and was 1.7 meq / g.
The haloalkyl group introduction rate calculated by the same method as in Example 1 was 34%. Step (c) 454 g of the above chloromethylated copolymer (2) is placed in a round bottom four-necked flask, 629 mL of demineralized water, 250 mL of toluene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 30% by weight trimethylamine aqueous solution (reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ) 320 mL was added and reacted for 8 hours with stirring at 50 ° C. to obtain an I-type quaternary ammonium-type anion exchange resin (Cl-type) (3).

上記で得られたI型4級アンモニウム型アニオン交換樹脂をカラムに充填し、重曹水溶液(和光純薬製試薬)とNaOH(和光純薬製試薬)水溶液とを通液して再生を行ない、OH形のアニオン交換樹脂に変換し、最後に超純水で水洗し、OH形アニオン交換樹脂とした。
[比較例1]
市販の三菱化学社製アニオン交換樹脂「HPA25L」を用いた。樹脂の再生は、実施例1と同様の方法で行なった。
A column is filled with the type I quaternary ammonium type anion exchange resin obtained above, and regeneration is performed by passing through an aqueous sodium bicarbonate solution (a reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and an aqueous solution of NaOH (a reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries). It was converted into a form anion exchange resin, and finally washed with ultrapure water to obtain an OH form anion exchange resin.
[Comparative Example 1]
A commercially available anion exchange resin “HPA25L” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used. The regeneration of the resin was performed in the same manner as in Example 1.

ここで、比較例1で用いたCl形アニオン交換樹脂の交換容量(乾燥樹脂1gあたり)は下記[2]に記載の手順で測定したところ、2.9meq/gであった。
また、実施例1と同様の手法で算出されたハロアルキル基導入率は、57%となった。
[比較例2]
市販の三菱化学社製アニオン交換樹脂「PA312LT」を用いた。樹脂の再生は、実施例1と同様の方法で行なった。
Here, the exchange capacity (per gram of the dried resin) of the Cl-type anion exchange resin used in Comparative Example 1 was 2.9 meq / g as measured by the procedure described in [2] below.
The haloalkyl group introduction rate calculated by the same method as in Example 1 was 57%.
[Comparative Example 2]
A commercially available anion exchange resin “PA312LT” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used. The regeneration of the resin was performed in the same manner as in Example 1.

ここで、比較例2で用いたCl形アニオン交換樹脂の交換容量(乾燥樹脂1gあたり)は下記[2]に記載の手順で測定したところ、4.0meq/gであった。
また、実施例1と同様の手法で算出されたハロアルキル基導入率は、80%となった。
[比較例3]
・(a)工程
モノマー層として、スチレン(工業グレード)197部、ジビニルベンゼン(工業グレ
ード、純度57重量%、新日鉄化学社製)42部、ポリスチレン(分子量4×10)84部、トルエン(和光純薬製試薬1級)120部、過酸化ジベンゾイル(純度75重量%、wet品。日本油脂製)3.1部を混合した。
Here, the exchange capacity (per gram of dry resin) of the Cl-type anion exchange resin used in Comparative Example 2 was 4.0 meq / g as measured by the procedure described in [2] below.
In addition, the haloalkyl group introduction rate calculated by the same method as in Example 1 was 80%.
[Comparative Example 3]
· (A) as a step monomer layer, styrene (technical grade) 197 parts of divinylbenzene (technical grade, purity 57 wt%, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) 42 parts, polystyrene (molecular weight 4 × 10 4) 84 parts of toluene (total 120 parts of Reagent grade 1 manufactured by Kojun Pharmaceutical Co., Ltd. and 3.1 parts of dibenzoyl peroxide (purity 75% by weight, wet product, manufactured by NOF Corporation) were mixed.

ここで、多孔質化剤としてはポリスチレンおよびトルエンを用いており、その添加量は、前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物に対し、85重量%としている。
水相として、脱塩水1800部に6%ポリビニルアルコール(工業用、日本合成化学社製)水溶液110部、5%重曹水溶液225部、1%亜硝酸ナトリウム水溶液66部を混合した。前記水相に、前記モノマー相を懸濁させた。
Here, polystyrene and toluene are used as the porosifying agent, and the addition amount is 85% by weight with respect to the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer.
As an aqueous phase, 1800 parts of demineralized water was mixed with 110 parts of a 6% polyvinyl alcohol (industrial, manufactured by Nippon Synthetic Chemical) aqueous solution, 225 parts of a 5% aqueous sodium bicarbonate solution, and 66 parts of a 1% aqueous sodium nitrite solution. The monomer phase was suspended in the aqueous phase.

該懸濁液を攪拌しながら80℃で8時間反応させ、共重合体(1)を得た。
・(b)工程、及び(c)工程
以降は実施例1と同様にしてI型4級アンモニウム型アニオン交換樹脂(Cl型)(3)を得、その後上記で得られたI型4級アンモニウム型アニオン交換樹脂(3)をカラムに充填し、重曹水溶液(和光純薬製試薬)とNaOH(和光純薬製試薬)水溶液とを通液して再生を行ないOH形のアニオン交換樹脂に変換し、最後に超純水で水洗し、アニオン交換樹脂を得た。
The suspension was reacted at 80 ° C. for 8 hours with stirring to obtain a copolymer (1).
Step (b) and Step (c) Thereafter, in the same manner as in Example 1, an I-type quaternary ammonium type anion exchange resin (Cl type) (3) was obtained, and then the I-type quaternary ammonium obtained above. Type anion exchange resin (3) is packed in a column and regenerated by passing through an aqueous solution of sodium bicarbonate (a reagent manufactured by Wako Pure Chemical) and an aqueous solution of NaOH (a reagent manufactured by Wako Pure Chemical) to convert it into an OH type anion exchange resin. Finally, it was washed with ultrapure water to obtain an anion exchange resin.

ここで、得られたCl形アニオン交換樹脂の交換容量(乾燥樹脂1gあたり)は下記[2]に記載の手順で測定したところ、3.4meq/gであった。
また、実施例1と同様の手法で算出されたハロアルキル基導入率は、67%となった。
[2]物性測定
前記実施例および比較例の物性を以下の通り測定した。結果を表1に示す。
Here, the exchange capacity (per 1 g of dry resin) of the obtained Cl-type anion exchange resin was measured by the procedure described in [2] below, and was 3.4 meq / g.
The haloalkyl group introduction rate calculated by the same method as in Example 1 was 67%.
[2] Physical property measurement
The physical properties of the examples and comparative examples were measured as follows. The results are shown in Table 1.

[2−1] 平均細孔半径
真空乾燥したイオン交換樹脂をガラスセルに入れ、マイクロメリティクス社製水銀ポロシメーター・オートポア9500型装置で細孔半径を測定した。細孔容積、細孔半径をそれぞれ縦軸、横軸とした細孔の分布を示すヒストグラムを作成し、細孔容積の合計が最も多い部分の細孔半径を平均細孔半径とした。
[2-1] Average pore radius
The vacuum-dried ion exchange resin was placed in a glass cell, and the pore radius was measured with a mercury porosimeter / autopore 9500 type apparatus manufactured by Micromeritics. A histogram showing the distribution of pores with the pore volume and pore radius as the vertical axis and the horizontal axis, respectively, was created, and the pore radius of the portion with the largest total pore volume was taken as the average pore radius.

[2−2] 細孔容積
真空乾燥したイオン交換樹脂をガラスセルに入れ、マイクロメリティクス社製水銀ポロシメーター・オートポア9500型装置で細孔容積を測定した。
また、湿潤樹脂1mLあたりの細孔容積は、前記の乾燥状態で測定した細孔容積を、膨潤度(乾燥樹脂1gあたり)で割って算出した。
[2-2] Pore volume
The vacuum-dried ion exchange resin was placed in a glass cell, and the pore volume was measured with a mercury porosimeter / autopore 9500 type apparatus manufactured by Micromeritics.
The pore volume per mL of wet resin was calculated by dividing the pore volume measured in the dry state by the degree of swelling (per 1 g of dry resin).

<計算式>
(湿潤樹脂1mLあたりの細孔容積(単位mL/mL))
= (乾燥状態の樹脂1gあたりの細孔容積(単位mL/g))/(膨潤度(乾燥樹脂1gあたり(単位mL/g))
なお、上記式中、膨潤度は、後述の[2−13]膨潤度に記載の方法で求めた値を用いた。
<Calculation formula>
(Pore volume per mL of wet resin (unit mL / mL))
= (Pore volume per 1 g of resin in dry state (unit mL / g)) / (swelling degree (per 1 g of dry resin (unit mL / g))
In addition, the value calculated | required by the method as described in a below-mentioned [2-13] swelling degree was used for the swelling degree in the said formula.

[2−3] 交換容量および水分
<Cl形のアニオン交換樹脂の交換容量および水分測定>
三菱化学株式会社イオン交換樹脂事業部発行「ダイヤイオンI基礎編」第14版(平成11年9月1日)第142〜148頁に記載される公知の算出法で用いて測定した。Cl形のアニオン交換樹脂を10mL採取し、2N−NaOH水溶液750mLを流して再生した。次に脱塩水で中性まで洗浄後、5%食塩水を250mL流し、流出液を全て捕集し
た。この流出液を塩酸で滴定することにより、イオン交換樹脂の体積あたりの交換容量(meq/mL)を算出した。
[2-3] Exchange capacity and moisture
<Exchange capacity and moisture measurement of Cl-type anion exchange resin>
Measured by using a known calculation method described in pages 142 to 148 of “Diaion I Fundamentals” 14th edition (September 1, 1999) issued by Mitsubishi Chemical Corporation Ion Exchange Resin Division. 10 mL of Cl-type anion exchange resin was collected and regenerated by flowing 750 mL of 2N-NaOH aqueous solution. Next, after washing with demineralized water to neutrality, 250 mL of 5% saline was flowed to collect all the effluent. By titrating the effluent with hydrochloric acid, the exchange capacity (meq / mL) per volume of the ion exchange resin was calculated.

次に、Cl形のアニオン交換樹脂を遠心分離して付着した水分を除去した後、重量を測定した。その後、105±2℃の恒温乾燥器中で約4時間乾燥した。デシケーター中で放冷した後、重量を測定し、水分含有率(重量%)を算出した。
Cl形アニオン交換樹脂の乾燥重量あたりの交換容量は、[2−5]でBSD法で測定した見掛け密度も使用して、次式で算出した。
Next, the Cl-type anion exchange resin was centrifuged to remove the adhering water, and the weight was measured. Then, it dried for about 4 hours in a 105 ± 2 degreeC thermostat. After standing to cool in a desiccator, the weight was measured and the water content (% by weight) was calculated.
The exchange capacity per dry weight of the Cl-type anion exchange resin was calculated by the following equation using the apparent density measured by the BSD method in [2-5].

(meq/g)=(meq/mL)×1000/見掛け密度×100/(100−水分%)
<OH形のアニオン交換樹脂の交換容量および水分測定>
OH形のアニオン交換樹脂を10ml採り、5%NaCl水溶液を25倍量通液し流出液を全て捕集した。この流出液を塩酸で滴定することにより、イオン交換樹脂の体積あたりの交換容量(meq/mL)を算出した。
(Meq / g) = (meq / mL) × 1000 / apparent density × 100 / (100−water%)
<Exchange capacity and moisture measurement of OH type anion exchange resin>
10 ml of an OH-type anion exchange resin was taken and 25% of a 5% NaCl aqueous solution was passed through to collect all the effluent. By titrating the effluent with hydrochloric acid, the exchange capacity (meq / mL) per volume of the ion exchange resin was calculated.

また、水分含有量は、OH形アニオン交換樹脂を遠心分離して付着した水分を除去した後、カールフィッシャー法によりデジタル式自動滴定装置(三菱化学製カールフィッシャーKF07型相当)を用いて測定した。
アニオン交換樹脂の乾燥重量あたりの交換容量は、[2−5]でBSD法で測定した見掛け密度も使用して、次式で算出した。
The water content was measured by centrifuging the OH-type anion exchange resin to remove the adhering water, and then using a digital automatic titrator (equivalent to Karl Fischer KF07 model manufactured by Mitsubishi Chemical) by the Karl Fischer method.
The exchange capacity per dry weight of the anion exchange resin was calculated by the following formula using the apparent density measured by the BSD method in [2-5].

(meq/g)=(meq/mL)×1000/見掛け密度×100/(100−水分%)
[2−4] 比表面積
真空乾燥したイオン交換樹脂を比表面積計(島津製作所製フローソーブ2300)で該イオン交換樹脂の乾燥重量あたりの比表面積を測定した。
(Meq / g) = (meq / mL) × 1000 / apparent density × 100 / (100−water%)
[2-4] Specific surface area
The vacuum-dried ion exchange resin was measured for the specific surface area per dry weight of the ion exchange resin with a specific surface area meter (Flowsorb 2300 manufactured by Shimadzu Corporation).

[2−5] 見かけ密度
(i)Tap法
試料約150gを採取し、その試料を正確に計量した。次に、それを脱塩水で500mLのメスシリンダーに入れ、体積が減少しなくなるまで底部を軽く叩き、その体積VmLを読み取った。
[2-5] Apparent density
(I) Tap method
About 150 g of sample was taken and weighed accurately. Next, it was put into a 500 mL graduated cylinder with demineralized water, the bottom was tapped until the volume was not reduced, and the volume VmL was read.

次式により見かけ密度を算出した。
見かけ密度(g/L)= 計量した試料重量(g)/V×1000
(ii)BSD法
試料約150gを採取し、この試料を正確に計量した。これをあらかじめ脱塩水を入れた測定管に移した。次に底部より脱塩水をベットエクスパンション50〜60%の速度で流し、樹脂面が平衡になるまで逆洗した。次に脱塩水を止め2分間静置したのち、測定管の水を底部からLV=9〜15m/hrの速度で水面が樹脂層面より約10mm上部に残る程度まで抜き取り1分間静置後の樹脂容量を読み、(i)Tap法に記載の式により見かけ密度を求めた。
The apparent density was calculated by the following formula.
Apparent density (g / L) = Weighed sample weight (g) / V × 1000
(Ii) BSD method
Approximately 150 g of sample was taken and accurately weighed. This was transferred to a measuring tube containing demineralized water in advance. Next, demineralized water was flowed from the bottom at a rate of 50 to 60% of bed expansion, and backwashing was performed until the resin surface was in equilibrium. Next, after stopping the desalted water and allowing to stand for 2 minutes, the water in the measuring tube is drawn from the bottom at a speed of LV = 9 to 15 m / hr until the water surface remains about 10 mm above the resin layer surface, and the resin after standing for 1 minute. The capacity was read, and the apparent density was determined by the formula described in (i) Tap method.

[2−6] 真比重
乾燥した温度計付きピクノメーターの重量を測定した(この重量を「Ag」とする)。次にピクノメーターに樹脂を約1/3程度入れて全体の重量を測定した(この重量を「Bg」とする)。
同ピクノメーターに脱塩水を充たし、25℃にセットした恒温槽に浸した。内温が25℃になったら注射器にて標線まで水を抜き出して栓をし、恒温槽から取り出した。ピクノメーターの外側の水分を拭き取り、重量をはかった(この重量を「Cg」とする)。
[2-6] True specific gravity
The weight of the dried pycnometer with thermometer was measured (this weight is referred to as “Ag”). Next, about 1/3 of the resin was put into a pycnometer and the whole weight was measured (this weight is referred to as “Bg”).
The pycnometer was filled with demineralized water and immersed in a thermostatic bath set at 25 ° C. When the internal temperature reached 25 ° C., water was drawn out to the marked line with a syringe, stoppered, and taken out from the thermostatic bath. The moisture outside the pycnometer was wiped off and weighed (this weight is referred to as “Cg”).

次に同ピクノメーターの樹脂及び脱塩水を抜き出し、脱塩水のみを入れて恒温槽に浸し、25℃になったら注射器にて標線まで水を抜き出して栓をし、恒温槽から取り出した。ピクノメーターの外側の水分を拭き取り、重量をはかった(この重量を、以下、「Dg」とする)。
真比重は、次式により算出した。
Next, the resin and demineralized water of the same pycnometer were extracted, and only demineralized water was added and immersed in a thermostatic bath. When the temperature reached 25 ° C., the water was drawn out to the marked line with a syringe and stoppered, and then removed from the thermostatic bath. The moisture outside the pycnometer was wiped off and weighed (this weight is hereinafter referred to as “Dg”).
The true specific gravity was calculated by the following formula.

真比重=(B−A)×DW/((D−A)+(B−A)−(C−A))
DW:25℃における脱塩水の密度
[2−7] 重量平均粒子径
重量平均粒子径は、本明細書の「発明を実施するための形態」の[1−4]における「重量平均粒子径測定法」により算出した。
True specific gravity = (B−A) × DW / ((D−A) + (B−A) − (C−A))
DW: Demineralized water density at 25 ° C
[2-7] Weight average particle diameter The weight average particle diameter was calculated by the “weight average particle diameter measurement method” in [1-4] of “Mode for Carrying Out the Invention” of the present specification.

[2−8] 有効粒子径
重量平均粒子径は、本明細書の「発明を実施するための形態」の[1−5]における「均一係数測定法」に記載の有効粒子径の測定法により算出した。
[2−9] 均一係数
重量平均粒子径は、本明細書の「発明を実施するための形態」の[1−5]における「均一係数測定法」により算出した。
[2-8] Effective particle size
The weight average particle size was calculated by the effective particle size measurement method described in “Method for measuring uniformity coefficient” in [1-5] of “Mode for Carrying Out the Invention” of this specification.
[2-9] Uniformity coefficient
The weight average particle diameter was calculated by the “uniformity measurement method” in [1-5] of “Mode for Carrying Out the Invention” of this specification.

[2−10]強度(振とう後濁度)
[振とう後濁度除去試験]
イオン交換樹脂10mL相当量をフラスコに量り取り、超純水を100mLとなるように加え、栓をして40℃に保った恒温槽で100rpmで20時間振とうした。その後、上澄み水を採取し、三菱化学製積分球式濁度測定器で濁度を測定した。
[2-10] Strength (turbidity after shaking)
[Turbidity removal test after shaking]
An amount equivalent to 10 mL of ion exchange resin was weighed into a flask, ultrapure water was added to 100 mL, and the flask was capped and shaken at 100 rpm for 20 hours in a constant temperature bath kept at 40 ° C. Thereafter, supernatant water was collected, and turbidity was measured with an integrating sphere turbidity meter manufactured by Mitsubishi Chemical.

なお、表1に記載のOH形の値もCl形の値も上記の方法により求めたものである。
[2−11]溶出量
<溶出量測定法>
イオン交換樹脂(OH形)10mL相当量をフラスコに量り取り、超純水を100mLとなるように加え、栓をして40℃に保った恒温槽で100rpmで20時間振とうした。その後、上澄み水を採取し、島津製作所製TOC測定装置「TOC5000A」で溶出量(TOC)を測定した。
The values of OH type and Cl type shown in Table 1 were obtained by the above method.
[2-11] Elution amount
<Elution amount measurement method>
An amount equivalent to 10 mL of ion exchange resin (OH form) was weighed into a flask, ultrapure water was added to 100 mL, and the flask was capped and shaken at 100 rpm for 20 hours in a constant temperature bath kept at 40 ° C. Thereafter, the supernatant water was collected, and the elution amount (TOC) was measured with a TOC measuring device “TOC5000A” manufactured by Shimadzu Corporation.

[2−12]耐酸化TOC溶出試験
イオン交換樹脂10mL相当量をフラスコに量り取り、0.1%過酸化水素水を100mLとなるように加え、栓をして40℃に保った恒温槽で100rpmで20時間振とうした。その後、上澄み水を採取し、島津製作所製TOC測定装置「TOC5000A」で0.1%H溶出TOCを測定した。
[2-12] Oxidation resistance TOC dissolution test
An amount equivalent to 10 mL of ion exchange resin was weighed into a flask, 0.1% hydrogen peroxide solution was added to 100 mL, and the flask was stoppered and shaken at 100 rpm for 20 hours in a thermostatic bath maintained at 40 ° C. Thereafter, supernatant water was collected, and 0.1% H 2 O 2 elution TOC was measured with a TOC measuring device “TOC5000A” manufactured by Shimadzu Corporation.

[2−13]膨潤度
膨潤度は、乾燥状態の樹脂1gを水湿潤状態にしたときの樹脂体積のことである。前記[2−3]で測定されたCl形の場合の体積あたりのイオン交換容量(meq/mL)の値をCl形の場合の重量あたりのイオン交換容量(meq/g)の値で割って算出した。
<計算式>
膨潤度(乾燥樹脂1gあたり(単位mL/g))
= 湿潤樹脂の体積(mL)/(乾燥樹脂1gあたりの重量(g))
=(meq/g)/(meq/mL)
[3]懸濁性金属腐蝕生成物除去性能評価
[3−1]微粒子除去試験
内径20mmのカラムに、充填高さ200mmとなるようにアニオン交換樹脂を詰め、マグネタイト(Fe)粒子(高純度化学研究所(株)製、平均径1.4μm、分布0.5〜3μm)を10ppmの濃度で分散させた懸濁水を300mL/minの流速で通水した。通水開始後、所定時間ごとにカラム入り口および出口の水を採取し、王水を加えてマグネタイトを溶解して鉄の濃度をICP−MS法で定量した。
[2-13] Swelling degree The swelling degree is a resin volume when 1 g of a resin in a dry state is brought into a water wet state. Dividing the value of ion exchange capacity per volume (meq / mL) in the case of Cl form measured in [2-3] above by the value of ion exchange capacity per unit weight (meq / g) in the case of Cl form. Calculated.
<Calculation formula>
Swelling degree (per 1 g of dry resin (unit: mL / g))
= Wet resin volume (mL) / (weight per gram of dry resin (g))
= (Meq / g) / (meq / mL)
[3] Suspension metal corrosion product removal performance evaluation
[3-1] Fine particle removal test
An anion exchange resin is packed in a column with an inner diameter of 20 mm so that the packing height is 200 mm, and magnetite (Fe 3 O 4 ) particles (manufactured by High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd., average diameter: 1.4 μm, distribution: 0.5 to Suspension water in which 3 μm) was dispersed at a concentration of 10 ppm was passed at a flow rate of 300 mL / min. After the start of water flow, water at the column inlet and outlet was collected every predetermined time, aqua regia was added to dissolve the magnetite, and the iron concentration was quantified by the ICP-MS method.

下記式によってDF値を算出した。
DF=カラム入り口のFe濃度/カラム出口のFe濃度
表1に、通水開始90分後のFe粒子のDF値を示す。実施例では、比較例に比べて高いDF値を示した。また、Fe粒子の捕集量合計も、比較例に比べて実施例のほうが高い値を示した。
The DF value was calculated by the following formula.
DF = Fe concentration at the column inlet / Fe concentration at the column outlet
Table 1 shows the DF value of Fe 3 O 4 particles 90 minutes after the start of water flow. In the examples, a higher DF value was shown than in the comparative example. Further, the total amount of Fe 3 O 4 particles collected was higher in the example than in the comparative example.

図1に、横軸に通水時間、縦軸にDF値をとったときのDF値の経時変化を示す。実施例2では、実施例3や参考例(混床イオン交換樹脂)に比べて安定的に高いDF値を示すことがわかる。また、通水90分経過後、実施例3では破過点に到達しているのに対し、実施例2ではDF値が10を超えており、コロイド微粒子の捕捉能力を維持できていることがわかる。また、実施例3では通水開始90分後のDF値は破過してはいるが、Fe粒子の捕集量合計は良好な結果を示した。 FIG. 1 shows the change over time in the DF value when the water passage time is taken on the horizontal axis and the DF value is taken on the vertical axis. In Example 2, it turns out that a high DF value is stably shown compared with Example 3 and a reference example (mixed bed ion exchange resin). In addition, after passing 90 minutes, the breakthrough point was reached in Example 3, whereas the DF value exceeded 10 in Example 2 and the ability to capture colloidal fine particles was maintained. Recognize. Moreover, in Example 3, although the DF value 90 minutes after the start of water passage was broken through, the total amount of Fe 3 O 4 particles collected was good.

なお、参考例は、既存の混床イオン交換樹脂ダイヤイオン(登録商標)SMN1の測定結果をプロットしたものである。参考例の樹脂は通常のゲル形イオン交換樹脂であり、細孔物性測定しても有意な細孔を持たない樹脂である。参考例では、Fe粒子の捕集が不十分なことがわかる。この参考例のような細孔の無いイオン交換樹脂に対しては、コロイド微粒子の捕集サイトがないために、コロイド微粒子の捕捉が不十分となると考えられる。 In addition, the reference example plots the measurement result of the existing mixed bed ion exchange resin Diaion (registered trademark) SMN1. The resin of the reference example is a normal gel ion exchange resin, and is a resin that does not have significant pores even when the pore physical properties are measured. In the reference example, it can be seen that the collection of Fe 3 O 4 particles is insufficient. The ion exchange resin having no pores as in this reference example is considered to have insufficient trapping of colloidal particles because there is no collection site of colloidal particles.

[3−2]マグネタイト(Fe)粒子捕捉量の合計
[3−1]で実施した微粒子除去試験において、イオン交換樹脂カラムの入り口と出口との濃度差に基づいて、イオン交換樹脂カラムによるマグネタイトの捕捉量の合計を算出した。
[3-2] Total of magnetite (Fe 3 O 4 ) particle trapping amount In the particulate removal test performed in [3-1], based on the concentration difference between the inlet and the outlet of the ion exchange resin column, the ion exchange resin column The total amount of magnetite trapped by was calculated.

Figure 2010042395
Figure 2010042395

[3−2]SEMおよびEPMA像観察
SEM/EPMA像観察は、本明細書の「発明を実施するための最良の形態」の[1−18]記載の懸濁性金属腐蝕生成物除去試験を行なったあと、イオン交換樹脂をカラムより取り出して、その表面のSEMおよびEPMA観察を行い、マグネタイト粒子の付着状態を観察した。
[3-2] SEM and EPMA image observation The SEM / EPMA image observation is carried out by the suspension metal corrosion product removal test described in [1-18] of "Best Mode for Carrying Out the Invention" of this specification. After this, the ion exchange resin was taken out of the column, the surface was observed with SEM and EPMA, and the adhesion state of the magnetite particles was observed.

図2に、微粒子除去試験後の実施例1のイオン交換樹脂の表面のSEMおよびEPMA像を示す。マグネタイト粒子は樹脂表面の凹部分に入り込み、その入り込んだ粒子を核に粒子同士が繋がった集団状態で観察された。
[3−2]圧力損失
直径20mmのジャケット付きガラスカラムにイオン交換樹脂157mL相当量を詰め、液体を下降流で通液し、カラムの上部と下部との圧力を測定した。圧力損失は、次式のように、カラム入り口と出口との圧力差をイオン交換樹脂の層高1mあたりに換算して算出した。
FIG. 2 shows SEM and EPMA images of the surface of the ion exchange resin of Example 1 after the fine particle removal test. The magnetite particles entered the concave portion of the resin surface and were observed in a collective state in which the particles were connected to each other with the entering particles as nuclei.
[3-2] Pressure loss A glass column with a jacket having a diameter of 20 mm was filled with an amount equivalent to 157 mL of ion exchange resin, the liquid was passed in a downward flow, and the pressures at the top and bottom of the column were measured. The pressure loss was calculated by converting the pressure difference between the column inlet and the outlet per 1 m of layer height of the ion exchange resin, as in the following equation.

圧力損失(MPa/m-bed)=(カラム入り口圧力−カラム出口圧力)/(イオン交換樹脂
の層高)
図3に、横軸に線速度(m/hr)、縦軸に圧力損失(MPa/m−bed)をとり、実施例2、および参考例として既存の混床イオン交換樹脂ダイヤイオン(登録商標)SMN1の測定結果をプロットした。また、実際の脱塩塔での積層を想定して、実施例2のアニオン交換樹脂を上層20%に積層し、残りの80%を既存の混床イオン交換樹脂を積層した場合のプロットも示した。
Pressure loss (MPa / m-bed) = (Column inlet pressure-Column outlet pressure) / (Layer height of ion exchange resin)
FIG. 3 shows the linear velocity (m / hr) on the horizontal axis and the pressure loss (MPa / m-bed) on the vertical axis. Example 2 and the existing mixed bed ion exchange resin Diaion (registered trademark) as a reference example. ) The measurement result of SMN1 was plotted. In addition, assuming an actual demineralization tower lamination, a plot is also shown when the anion exchange resin of Example 2 is laminated on the upper layer 20%, and the remaining 80% is laminated with the existing mixed bed ion exchange resin. It was.

図3のように、実施例2のアニオン交換樹脂の圧力損失は、参考例の混床イオン交換樹脂の約2倍程度を示した。また、実施例2のアニオン交換樹脂を上層20%に積層し、残りの80%を既存の混床イオン交換樹脂を積層した場合の圧力損失は、参考例の混床イオン交換樹脂の1.2倍程度であった。
[3−3]吸着帯
内径20mmのカラムに、充填高さ200mmとなるようにアニオン交換樹脂を詰め、マグネタイト(Fe)粒子(高純度化学研究所(株)製、平均径1.4μm、分布0.5〜3μm)を10ppmの濃度で分散させた懸濁水を300mL/minの流速で通水した。通水開始後90分後のカラム入り口およびカラム中央部、カラム出口の水をそれぞれ採取し、王水を加えてマグネタイトを溶解して鉄の濃度をICP−MS法で定量した。
As shown in FIG. 3, the pressure loss of the anion exchange resin of Example 2 was about twice that of the mixed bed ion exchange resin of the reference example. Further, the pressure loss when the anion exchange resin of Example 2 was laminated on the upper layer 20% and the remaining 80% was laminated with the existing mixed bed ion exchange resin was 1.2 of the mixed bed ion exchange resin of the reference example. It was about twice.
[3-3] in the column of the adsorption zone inner diameter 20 mm, packed with the anion exchange resin so that the packing height 200 mm, magnetite (Fe 3 O 4) particles (Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd., average diameter of 1. Suspended water in which 4 μm, distribution 0.5 to 3 μm) was dispersed at a concentration of 10 ppm was passed at a flow rate of 300 mL / min. 90 minutes after the start of water flow, water at the column inlet, the center of the column, and the column outlet were collected, aqua regia was added to dissolve the magnetite, and the iron concentration was quantified by ICP-MS method.

表2には、通水終了時(通水を始めて90分経過した時)に、カラム上部、中央部ならびに下部から採取した水の中に含まれる鉄の濃度を示す。   Table 2 shows the concentration of iron contained in the water collected from the upper, middle, and lower parts of the column at the end of water flow (when 90 minutes have passed since the water flow started).

Figure 2010042395
Figure 2010042395

表2のように、カラム中央部の鉄の濃度は、実施例3では2.2ppm検出され、カラム中央部にまで鉄が到達する傾向が見られた。
一方、実施例2では、カラム中央部もカラム下部も0.4ppmであり、低濃度を維持できていることがわかる。このことは、鉄の吸着帯が実施例2ではカラム上部までで留まっており、容易には破過が起こらない樹脂であることを示している。
As shown in Table 2, the iron concentration in the center of the column was detected at 2.2 ppm in Example 3, and the tendency for iron to reach the center of the column was observed.
On the other hand, in Example 2, both the central part of the column and the lower part of the column are 0.4 ppm, indicating that a low concentration can be maintained. This indicates that the adsorption band of iron stays up to the top of the column in Example 2 and does not easily break through.

[3−4]粒度分布
粒度分布は、本明細書の「発明を実施するための形態」の[1−12]記載の方法で測定した。
実施例2および実施例3の粒度分布を測定した結果、16〜40 meshの粒度分布は ≧90%、(420〜1190μm)、16mesh以下の粒度分布は ≦5%、40mesh以上の粒度分布は≦5%であり、いずれも既存のイオン交換樹脂同等であった。
[3-4] Particle Size Distribution The particle size distribution was measured by the method described in [1-12] of “Mode for Carrying Out the Invention” of this specification.
As a result of measuring the particle size distribution of Example 2 and Example 3, the particle size distribution of 16-40 mesh is ≧ 90%, (420-1190 μm), the particle size distribution below 16 mesh is ≦ 5%, and the particle size distribution above 40 mesh is ≦ It was 5%, and all were equivalent to existing ion exchange resins.

Claims (16)

マクロポーラス型のイオン交換樹脂であって、
水銀圧入法で測定したときの細孔容積が、該イオン交換樹脂の乾燥重量1gあたり0.5mL/g以上であり、
水銀圧入法で測定したときの細孔半径が、0.1μm以上であり、かつ、
該イオン交換樹脂の振とう濁度試験で溶出する濁度成分が、45ppm以下である
ことを特徴とする、イオン交換樹脂。
A macroporous ion exchange resin,
The pore volume as measured by the mercury intrusion method is 0.5 mL / g or more per 1 g of the dry weight of the ion exchange resin,
The pore radius when measured by the mercury intrusion method is 0.1 μm or more, and
An ion exchange resin, wherein a turbidity component eluted in a shaking turbidity test of the ion exchange resin is 45 ppm or less.
水銀圧入法で測定したときの細孔容積が、水湿潤状態での体積あたり0.20mL/mL以上である
ことを特徴とする、請求項1に記載のイオン交換樹脂。
2. The ion exchange resin according to claim 1, wherein a pore volume as measured by a mercury intrusion method is 0.20 mL / mL or more per volume in a water-wet state.
比表面積が、前記イオン交換樹脂の乾燥重量1gあたり5m/g以上である
ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のイオン交換樹脂。
3. The ion exchange resin according to claim 1, wherein the specific surface area is 5 m 2 / g or more per 1 g of the dry weight of the ion exchange resin.
イオン交換容量が、0.01meq/mL以上、0.4meq/mL以下である
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のイオン交換樹脂。
The ion exchange resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the ion exchange capacity is 0.01 meq / mL or more and 0.4 meq / mL or less.
マクロポーラス型のイオン交換樹脂であって、
イオン交換容量が、0.4meq/mL以下であり、
水銀圧入法で測定したときの細孔容積が該イオン交換樹脂の乾燥重量1gあたり0.1mL/g以上である
ことを特徴とする、イオン交換樹脂。
A macroporous ion exchange resin,
The ion exchange capacity is 0.4 meq / mL or less,
An ion exchange resin characterized by having a pore volume as measured by a mercury intrusion method of 0.1 mL / g or more per 1 g of dry weight of the ion exchange resin.
比表面積がイオン交換樹脂の乾燥重量1gあたり5m/g以上であり、
水銀圧入法で測定したときの平均細孔半径が0.1μm以上、1μm以下である
ことを特徴とする、イオン交換樹脂。
The specific surface area is 5 m 2 / g or more per 1 g of dry weight of the ion exchange resin,
An ion exchange resin characterized by having an average pore radius of 0.1 μm or more and 1 μm or less as measured by mercury porosimetry.
重量平均粒径が0.7mm以下である
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のイオン交換樹脂。
The ion exchange resin according to any one of claims 1 to 6, wherein the weight average particle diameter is 0.7 mm or less.
均一係数が1.2以上である
ことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のイオン交換樹脂。
The ion exchange resin according to any one of claims 1 to 7, wherein the uniformity coefficient is 1.2 or more.
BSD法で測定された見かけ密度が650g/L以下である
ことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のイオン交換樹脂。
The ion exchange resin according to any one of claims 1 to 8, wherein an apparent density measured by a BSD method is 650 g / L or less.
下記(A)、及び(B)の工程を有する
ことを特徴とする、マクロポーラス型イオン交換樹脂の製造方法。
(A)モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物を共重合させる際、多孔質化剤を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり100重量%以上添加して架橋共重合体を得る工程
(B)(A)で得た架橋共重合体を、イオン交換基導入率が70%以下となるように交換基を導入する工程
A method for producing a macroporous ion exchange resin, comprising the following steps (A) and (B):
(A) When copolymerizing a mixture of a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer, a porosifying agent is added in an amount of 100% by weight or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. Step (B) of obtaining a crosslinked copolymer by introducing the exchange group into the crosslinked copolymer obtained in (A) so that the ion exchange group introduction ratio is 70% or less.
下記(a)〜(c)の工程を有する、
ことを特徴とする、マクロポーラス型アニオン交換樹脂の製造方法。
(a)モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物を共重合させる際、多孔質化剤を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あ
たり100重量%以上添加して架橋共重合体を得る工程
(b)(a)で得た架橋共重合体を、ハロアルキル基導入率が70%以下となるようにハロアルキル化する工程
(c)(b)で得たハロアルキル化された架橋共重合体を、アミン化合物と反応させる工程
Having the following steps (a) to (c):
A method for producing a macroporous anion exchange resin.
(A) When copolymerizing a mixture of a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer, a porosifying agent is added in an amount of 100% by weight or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. Steps (b) and (b) for obtaining a crosslinked copolymer haloalkylation obtained in steps (c) and (b) for haloalkylating the crosslinked copolymer obtained in (a) so that the haloalkyl group introduction rate is 70% or less. Reacting the crosslinked copolymer with an amine compound
前記(a)において、多孔質化剤の添加量を
前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり105重量%以上とし、かつ、
前記(b)において、ハロアルキル基導入率を50%以下とする
ことを特徴とする、請求項11に記載のマクロポーラス型アニオン交換樹脂の製造方法。
In (a), the addition amount of the porosifying agent is 105% by weight or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer, and
The method for producing a macroporous anion exchange resin according to claim 11, wherein, in (b), the haloalkyl group introduction rate is 50% or less.
下記(a’)〜(d’)の工程を含むことを特徴とするマクロポーラス型アニオン交換樹脂の製造方法。
(a’)モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーを共重合させる際、多孔質化剤を前記モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマーとの混合物の重量あたり80%以上添加して架橋共重合体を得る工程
(d’)下記式(I)で示される溶出性化合物の含有量を、モノビニル芳香族モノマーと架橋性芳香族モノマー架橋共重合体1gに対して、1000μg以下とする工程
Figure 2010042395
(式(I)中、Zは、水素原子またはアルキル基を示す。lは自然数を示す。)
(b’)(d’)で得た溶出性化合物を減少させた架橋共重合体を、ハロアルキル基導入率85%以下でハロアルキル化する工程
(c’)で得たハロアルキル化された架橋共重合体を、アミン化合物と反応させる工程
The manufacturing method of the macroporous type anion exchange resin characterized by including the process of following (a ')-(d').
(A ′) When copolymerizing a monovinyl aromatic monomer and a crosslinkable aromatic monomer, a porosifying agent is added in an amount of 80% or more per weight of the mixture of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer. Step of obtaining a polymer
(D ′) a step of setting the content of the eluting compound represented by the following formula (I) to 1000 μg or less with respect to 1 g of the monovinyl aromatic monomer and the crosslinkable aromatic monomer crosslinked copolymer.
Figure 2010042395
(In the formula (I), Z represents a hydrogen atom or an alkyl group. L represents a natural number.)
(B ′) The haloalkylated crosslinked copolymer obtained in the step (c ′) of haloalkylating the crosslinked copolymer obtained by reducing the eluting compound obtained in (d ′) at a haloalkyl group introduction rate of 85% or less. Reacting the coalescence with an amine compound
請求項1〜9のいずれか1項に記載のイオン交換樹脂を用いて形成される
ことを特徴とする、脱塩装置。
A desalinator formed using the ion exchange resin according to any one of claims 1 to 9.
請求項1〜9のいずれか1項に記載のイオン交換樹脂を用いて形成される
ことを特徴とする、発電所用復水脱塩装置。
A condensate demineralizer for power plants, which is formed using the ion exchange resin according to any one of claims 1 to 9.
請求項1〜9のいずれか1項に記載のイオン交換樹脂を用いる
ことを特徴とする、懸濁性金属腐蝕生成物の除去方法。
A method for removing a suspended metal corrosion product, wherein the ion exchange resin according to any one of claims 1 to 9 is used.
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